Présenté le 03 juillet 2015 par

RANDRIAMANANA Nasandy Edouard

Devant la commission du Jury composée de :

Président : Madame Laurence Eliane RAHARIMALALA

Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo

Rapporteur : Monsieur Pierre Hervé RAVELONANDRO

Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo

Examinateur : Monsieur Mahandrimanana ANDRIANAINARIVELO

Maître de Conférences à la Faculté des Sciences

de l’Université d’Antananarivo

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

En vue de l’obtention du diplôme de

MASTER II

Parcours : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement (2GE)

PROBLEMATIQUE ENVIRONNEMENTALE

ACTUELLE : EVALUATION DES POLLUANTS

MAJEURS DE TYPE NOx DE LA DECHARGE DES

DECHETS MENAGERS D’ANDRALANITRA

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE

MENTION: CHIMIE

DEPARTEMENT DE CHIMIE MINERALE

ET CHIMIE PHYSIQUE

Présenté le 03 juillet 2015 par

RANDRIAMANANA Nasandy Edouard

Devant la commission du Jury composée de :

Président : Madame Laurence Eliane RAHARIMALALA

Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo

Rapporteur : Monsieur Pierre Hervé RAVELONANDRO

Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo

Examinateur : Monsieur Mahandrimanana ANDRIANAINARIVELO

Maître de Conférences à la Faculté des Sciences

de l’Université d’Antananarivo

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE

MENTION: CHIMIE

DEPARTEMENT DE CHIMIE MINERALE

ET CHIMIE PHYSIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

En vue de l’obtention du diplôme de

MASTER II

Parcours : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement (2GE)

PROBLEMATIQUE ENVIRONNEMENTALE

ACTUELLE : EVALUATION DES POLLUANTS

MAJEURS DE TYPE NOx DE LA DECHARGE DES

DECHETS MENAGERS D’ANDRALANITRA

REMERCIEMENTS

C’est par la grâce de DIEU que j’ai pu réaliser mon travail lequel a été réalisé au sein l’Unité

de Recherche en Génie de Procédé et Génie de l’Environnement (URGPGE) de la Faculté des

Sciences.

Je tiens à remercier vivement et chaleureusement Monsieur Pierre Hervé

RAVELONANDRO, Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo et Responsable du Parcours « Génie de l’Eau et Génie de

l’Environnement » (2GE) qui a accepté d’être mon Encadreur et qui m’a aidé,

conseillé, dirigé et consacré un temps précieux pour m’apporter des aides

inestimables malgré ses multiples occupations tout au long de la préparation de

ce mémoire.

J’adresse aussi mes sincères remerciements à Madame Laurence Eliane

RAHARIMALALA, Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo, de m’avoir fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire. Qu’elle

trouve ici l’expression de ma profonde reconnaissante.

J’exprime également mes vifs remerciements à Monsieur Mahandrimanana

ANDRIANAINARIVELO, Maitre de Conférences à la Faculté des Sciences de

l’Université d’Antananarivo et Responsable du parcours « Chimie des Matériaux » qui

a accepté d’examiner ce mémoire et apporté des jugements pour mener à bien ce

travail malgré ses nombreuses responsabilités.

J’exprime mes sincères reconnaissances à tous le personnel de la société SAMVA

de m’avoir accordé ma demande de collaboration et pour leur accueil. Ils m’ont autorisé

à réaliser les prélèvements sur le site et aussi aux alentours du site.

J’adresse mes vifs remerciements à tous mes collègues du Laboratoire de Chimie

Minérale et Chimie Appliquée. Et je tiens ma profonde reconnaissance à Monsieur

Andrianaivoravelona RAJAONA RAFIHAVANANA, Docteur, Responsable de

l’Unité de Recherche en Génie de Procédé et Génie de l’Environnement (URGPGE),

pour la réalisation de l’analyse chimique par chromatographie ionique, pour son aide et

son conseil tout au long de la réalisation de ce travail.

Je tiens mes profonds remerciements à mes parents, à mon frère, à ma famille et à

mes amis pour son soutien moral, financier durant la préparation de mon mémoire.

Mes plus sincères remerciements à tous ceux qui ont contribué, de près ou de loin , à la

réalisation de cet ouvrage.

Mes remerciements à tous !!!!

SOMMAIRE

REMERCIEMENT .................................................................................................................... .i

LISTE DESPHOTOS ................................................................................................................ .ii

LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. .iii

LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................... iv

LISTES DES ACRONYMES ET ABREVIATION ................................................................. .v

INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1

PREMIERE PARTIE: ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES

CHAPITRE I:GENERALITES SUR LES NOx

I. Définition et structure moléculaire des oxydes d’azote ......................................................... .3

I.2.Types des oxydes d’azote ..................................................................................................... 4

I.3. Caractéristique des molécules d’oxyde d’azote ........................................................... .4

I.4. Origine des oxydes d’azote ........................................................................................... 4

I.5. Comportement des oxydes d’azote ................................................................................ 6

I.6. Pollution azotée de l’environnement ................................................................................ ..6

I.6.1. Forme des azotes dans l’écosystème .................................................................... 6

I.6.2. Cycle biogéochimique d’azote ............................................................................. 7

I.6.2.1. La fixation de l’azote .................................................................................... 8

I.6.2.2. L'assimilation ............................................................................................... 9

I.6.2.3 L'ammonification ........................................................................................... 9

I.6.2.4. La nitrification .............................................................................................. 9

I.6.2.5. La dénitrification ........................................................................................... 9

I.6.3. Polluants nitrite et nitrate dans l’eau et dans le sol ............................................ 10

I.6.3.1. Structure chimique ...................................................................................... 10

I.6.3.2. Mode de transfert de nitrites et nitrates… ................................................. .11

I.6.3.3. Source des polluants nitrites et nitrates ...................................................... 12

I .7. Impact environnementale des NOx .................................................................................. 13

I .7.1. Impact environnementale des NOx et de dépôt d’ordure ....................................... 13

I.7.1.1. Impact environnementaux des oxydes d’azote NOx ................................. 13

I. 7.1.2. Effet des polluants chimiques nitrites ..................................................... 15

I. 7. 2. Impact du dépôt d’ordures sur les ressources en eau…………………..…………...16

I. 7. 2. 1. Quelques définitions ........................................................................... 16

I.7. 2. 2 Types de pollutions ................................................................................................... .17

I.7.2.3. Lixiviat ............................................................................................................... 17

I.7. 2. 3. 1. Définition ................................................................................................ 17

I.7. 3. 2. Origine des lixiviats ...................................................................................... 18

I.7. 3. 3. Mécanisme de formation des lixiviats .......................................................... 18

I.7. 3. 4. Classification des lixiviats ............................................................................ 19

I.7.3.5. Facteurs de formation des lixiviats ................................................................. 20

I.7.3. Impact sur l’environnement de dépôt d’ordure ............................................................... 20

CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

II.1. Situation géographique .................................................................................................... 21

II.2. Description du milieu physique de ce site ........................................................................ 23

II.2.1.Pluviometrie .................................................................................................................... 23

II.2.2.Hydrologie … ................................................................................................................. 23

II.2.3.Géomorphologie ............................................................................................................ 24

II.2.4.Géologie ........................................................................................................................ .24

II.2.5. Relief … ....................................................................................................................... 24

II. 3.Généralités du site d’Andralanitra .................................................................................... 24

II. 3.1.Historique de dépôt d’ordures d’Andralanitra ..................................................... 24

II.3.2.Généralités sur les déchets managers de la décharge d’Andralanitra ................... 25

DEUXIEME PARTIE : ETUDES EXPERIMENTALES

CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES

III.1. Théorie de la Chromatographie ionique ......................................................................... 29

III .1. 1. Classification des différentes méthodes de chromatographie .......................... 30

III .1. 2. Caractéristiques de la chromatographie ionique .............................................. 31

III.1.3. Principe de la chromatographie… ....................................................................... 31

III .1. 4 Principe de détecteur a conductivité .................................................................. 32

III .1. 5. Principe de suppresseur ..................................................................................... 32

III.1.6. Principe de dosage… .......................................................................................... 32

III.1. 7. Principe de séparation .......................................................................................... 33

III 1. 7. Grandeurs caractéristiques chromatographiques .................................................. 38

III .2. Matériels d’analyses des paramètres physiques ............................................................ 43

III.3. Méthodes d’analyses et échantillonnage ......................................................................... 43

III.3.1. Echantillonnage des sols dans le site d’Andralanitra… .................................... 43

III.3.2. Echantillonnage des lixiviats dans le site d’Andralanitra ................................ 44

III.3.3. Echantillonnages des eaux de surface et eau de source… ................................ 45

TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS

Chapitre IV: RESULTATS ET INTERPRETATIONS

IV.1. Description des résultats des sols ................................................................................... 48

IV.1.1. Paramètres physiques des sols ............................................................................ 48

IV.1.2. Etudes comparatives des paramètres physiques des sols .................................. 50

IV.1.3. Paramètres chimiques : NO2- et NO3

- ................................................................. 55

IV.2. Description des résultats des lixiviats ............................................................................. 59

IV.2.1. Paramètres physiques des lixiviats .. …………………………………………….59

IV.2.2. Paramètres chimiques des lixiviats: NO2- et NO3

- ............................................... 61

IV.3. Description des paramètres physiques des eaux ............................................................ 63

IV.3.1 Paramètres physiques des eaux ............................................................................. 63

IV.3.2 Paramètres chimiques des eaux: NO2- et NO3

- ...................................................... .66

CONCLUSION .................................................................................................................. 69

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Lixiviats du site d’Andralanitra

Photo 2: Photos des déchets ménagers non triés sur le site

Photo 3 : Ensemble du système chromatographique (JK IC 200/Model Product ON)

Photo 4: pH mètre

Photo 5: Appareil Consort

Photo 6: Turbidimètre

Photo 7: DBO mètre

Photo 8: Prélèvements des sols sur le site

Photo 9: Mise en solution des sols

Photo 10: Prélèvements des lixiviats sur le site

Photo 11: Prélèvements des eaux sur le site

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Cycle d’azote

Figure 2 : Schéma simplifié de la minéralisation de l’azote

Figure 3 : Le schéma de dénitrification

Figure 4 : Voies d’exposition de l’homme aux nitrates et leur assimilation, élimination ou

transformation dans le corps humain en fonction de leurs concentrations.

Figure 5 : Pic sur le chromatogramme

Figure 6: Schéma de la phase mobile

Figure 7: Temps de rétention

Figure 8 : Carte d’Andralanitra

Figure 9 : Variation de pH entre les deux décharges

Figure 10 : Variation de conductivité entre les deux décharges

Figure 11 : Variation des SDT entre les deux décharges

Figure 12 : Variation des SDT entre les deux décharges

Figure 13 : Variation des OD entre les deux décharges

Figure 14 : Variation des DBO5 entre les deux décharges

Figure 15 : Concentration en nitrite et nitrate des sols d’AD

Figure 16 : Concentration en nitrite et nitrate des sols de ND

Figure 17 : Concentration en nitrite et nitrate des lixivitas

Figure 18 : Concentration en nitrite et nitrate des eaux

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Oxydes d’azote et ions d’oxyde d’azote d’après la source de Shriver et Atkins en

1999

Tableau 2 : Exemple des oxydes d’azote avec leur réactivité dans les compartiments

Tableau 3: Intensités de pluies (mm)

Tableau 4: Composition Ordures Ménagères de la CUA pour 500kg

Tableau 5 : Echangeurs d’anions et de cations

Tableau 6 : Tableau des résultats des humidités des sols

Tableau 7: Tableau des résultats des paramètres physiques des sols

Tableau 8: Tableau des valeurs des : nitrites et nitrates

Tableau 9 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des lixiviats:

Tableau 10 : Tableau des valeurs des analyses nitrites et nitrates

Tableau 11 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des eaux:

Tableau 12: Tableau des concentrations en nitrites et en nitrates dans les eaux de surface et de

l’eau de source

LISTES DES ACRONYMES ET ABREVIATION

Liste des acronymes :

AFD : Agence Française pour le Développement

CUA : Commune Urbaine d’Antananarivo

NOx : Oxyde d’azote

SAMVA : Service Autonome de Maintenance de la Ville d'Antananarivo

2GE : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement

Abréviation des unités de mesure :

CE : conductivité électrique

OD : oxygène dissous

NTU : Nephelometric Turbidity Unit

T (°C): température en degré Celsius

SDT : Solides Dissous Totaux

1

INTRODUCTION

Actuellement, la destruction de l’environnement est une problématique mondiale surtout à

Madagascar. La commune urbaine d’Antananarivo (CUA) s’étend sur une superficie de 78,70

km², elle est formée dans sa partie orientale par un ensemble de collines (environ 1500m

d’altitude) et dans sa partie ouest de la vaste plaine de Betsimitatatra. Et la CUA confie la

SAMVA (Service Autonome de Maintenance de la Ville d’’Antananarivo) en partenariat pour

collecter les ordures des habitants d’Antananarivo par jour. [5] Depuis 1966, Andralanitra est

la seule décharge des ordures ménagères de la ville d’Antananarivo jusqu’à nos jours. Cette

décharge incite des graves problèmes sur l’environnement et surtout l’influence des déchets

envers la population riveraine aux alentours du site. L’un de ces facteurs qui a influencé cette

destruction est les polluants majeurs tels que les oxydes d’azote comme le mono oxyde d’azote,

dioxyde d’azote, les nitrates et les nitrites en provenance des déchets. Les oxydes d’azote sont

des polluants très connus dans le monde, le mono oxyde d’azote, dioxydes d’azote sont des

polluants atmosphériques toxiques et aussi les nitrites et nitrates sont des polluants chimiques

dans le sol et dans l’eau lorsqu’ils se migrent vers la nappe d’eau et ils provoquent des effets

néfastes sur la santé publique.

Face à cette situation que nous avons choisi le sujet intitulé « Problématique environnementale

actuelle : Evaluation des polluants majeurs de type NOX de la décharge des déchets ménagers

d’Andralanitra ». Cette étude consiste à évaluer la problématique environnementale et

l’existence les polluants des oxydes d’azote comme les nitrates et nitrites dans la décharge des

ordures ménagers d’Andralanitra. L’échantillonnage des sols, des lixiviats et des eaux

engendrent les travaux sur terrain. Cette étude a pour objectif de :

- faire connaitre les caractéristiques des polluants des oxydes d’azote (nitrate et nitrites)

dans le sol, les lixiviats, et les eaux.

- évaluer les impacts sur l’environnement de ces polluants en provenance de ce dépôt

d’ordure d’Andralanitra.

Ce travail se divise en trois parties :

La première partie rappelle les généralités des oxydes d’azote et la présentation

de la zone d’étude

La deuxième partie comprend les matériels d’analyses pour le dosage des anions

nitrites et nitrates par chromatographie ionique et la méthode d’échantillonnage.

La troisième partie présente les résultats et leurs interprétations.

Et ce travail se termine par la conclusion et les perspectives pour le traitement des polluants

nitrites et nitrates et pour l’amélioration de ce site.

2

PREMIERE PARTIE :

ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES

CHAPITRE I :

GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE

CHAPITRE II :

PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

3

CHAPITRE I :

GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE

Les oxydes d’azote dit NOx font parties des polluants majeurs qui détruisent l’environnement.

Ils se présentent sous plusieurs formes comme dans l’air et dans les sols ainsi que dans l’eau

selon leurs natures et leurs propriétés. Le carbone constitue 50 à 60%du totale des éléments des

substances humiques, l’oxygène de 30 à 35%, l’hydrogène de 4 à 6% et l’azote de 2 à 4%. La

teneur en soufre varie de 0 à 2%. [2]

I.1. Définition et structure moléculaire des NOx

Les oxydes d'azote (NOx) résultent de la combinaison dans l'air à haute température de l'azote

et de l'oxygène. La structure moléculaire des NOx est formée par l’atome d’azote et l’atome

d’oxygène.

L’atome d’azote, N

Sa masse atomique est de 14.008 g, son point de fusion de –210°C, sa température d’ébullition

standard de –196°C. Il se présente dans les conditions normales du laboratoire sous la forme

d’un gaz incolore. Son numéro atomique est 7 = Z

L’azote est donc un élément du bloc p du tableau périodique de Mendeleïev. D’où selon la règle

de Hund, la configuration électronique est la suivante :

Cet élément a donc trois électrons non appariés qui lui permettent de former trois liaisons

covalentes avec d’autres éléments. Il possède un doublet non liant qui conduit à une hybridation

sp3 dans de nombreux cas (géométrie tétraédrique). On dit qu’il est tétravalent. L’azote est un

élément relativement électronégatif (électronégativité c = 3.0). [1]

L’atome d’oxygène, O

La masse atomique de l’oxygène est de 16 g et son numéro atomique de l’oxygène est

Z=8.Donc, la configuration électronique est la suivante :

L’atome d’oxygène a donc généralement une valence de 2.Il capte facilement deux électrons

pour compléter sa couche de valence. C’est pourquoi il possède souvent un nombre d’oxydation

égal à (–II) dans les composés oxygénés. Comme l’azote, il fait partie du bloc p de la

4

classification périodique de Mendeleïev. Son électronégativité est plus forte que celle de l’azote

(c = 3.5). [1]

I.2. Types des oxydes d’azote

Le tableau 1 suivant présente les différents types d’oxydes d’azote, de propriétés physiques et

chimiques.

Tableau 1: Oxydes d’azote et ions d’oxyde d’azote d’après la source de Shriver et Atkins

en 1999

L’azote est un élément du groupe V et peut prendre divers nombres d’oxydation

différents selon les éléments avec lesquels il forme des composés. Ce nombre ne sera jamais

supérieur à V. L’azote a la particularité d’être l’élément dont la gamme de degré d’oxydation

est la plus grande de –III à +V (tableau ci-dessous). [1]

Ce tableau 2 montre aussi l’exemple de composés azotés avec leur forme.

5

Tableau 2 : Exemple des oxydes d’azote avec leur réactivité dans les compartiments

I.3. Caractéristique des molécules d’oxyde d’azote

Le vocable NOx est le terme générique désignant une série de composés contenant de l’azote et

de l’oxygène à différents étages d’oxydation. On y retrouve ainsi les espèces protoxyde d’azote

NO2 monoxyde d’azote NO, dioxyde d’azote NO2, tétraoxyde d’azote N2O4 et trioxyde d’azote

N2O3 (parfois aussi le N2O5) mais également en présence de vapeur d’eau, les acides HNO2 et

HNO3 respectivement nitreux et nitrique.

I.4. Origine des oxydes d’azote

Les oxydes d’azote, dont le rôle central pour la chimie de l’ozone sont essentiellement produits

via trois processus : fixation de l’azote atmosphérique, oxydation de l’azote organique lors des

réactions de combustion, et lors des réactions de nitrification et de dénitrification. [51]

Fixation atmosphérique

La fixation de l’azote moléculaire atmosphérique s’effectue au cours d’une séquence de

réactions que l’on peut résumer par l’équation ci-dessous :

N2 + O2 → 2NO (1)

Cette réaction se produit à haute température. Les NOx produits de la sorte sont appelés NOx

thermiques (thermal NOx).Dans la nature, la fixation de l’azote moléculaire se produit

également lors des éclairs. [51]

6

Lors des réactions de combustion

Les NOx peuvent également être produits par oxydation de l’azote présent dans le combustible.

Ce processus est d’autant plus significatif que la teneur en azote du combustible est importante

et que la température de combustion est basse. Dans la nature, ces émissions (dénommées NOx

de combustible, ou fuel NOx) sont essentiellement liées aux feux de biomasse, dont la

température de combustion est plus basse que le seuil de formation des NOx thermiques. Les

émissions anthropiques de NOx de combustibles sont surtout associées à la combustion de

charbon. [51]

Lors des réactions de nitrification et de dénitrification

C’est à partir des sources biogéniques, les sols sont d’autres contributeurs naturels au bilan

atmosphérique des NOx, car NO est un intermédiaire réactionnel des réactions de nitrification

de l’ammonium et de dénitrification de nitrate, qui peut être émis vers l’atmosphère. [51]

I .5. Comportement des NOx

Dans l’air

Dans l’air, le monoxyde d’azote est instable, et réagit avec l’oxygène pour former du dioxyde

d’azote à la température ambiante. [6] Le dioxyde d’azote est présent en phase gazeuse

dans l’atmosphère. Il réagit avec les radicaux hydroxyles, et subit des réactions

photochimiques conduisant à la formation d’ozone. [1]

La pluie est par nature légèrement acide, son pH est en général proche de 5.6, cependant le pH

des pluies dites acides est nettement plus faible, de 4 à 4.5. Les pluies acides sont dues au SO2

et au NO2 rejetés dans l’atmosphère. Ceux-ci sont respectivement oxydés par l’air en acide

sulfurique H2SO4 et en acide nitrique HNO3. Dans l’eau atmosphérique, les NOx sont

solubilisés. Il se trouve que la vitesse de dépôt des NOX dépend avant tout des conditions

atmosphériques et météorologiques, les vents dominants balaient donc efficacement ce type de

pollution. [6]

Dans l’eau et le sol

Dans les eaux et les sols humides, le dioxyde d’azote réagit pour donner de l’acide nitrique. [6]

I.6. Polluants azotées dans l’environnement

I. 6. 1. Formes d’azote dans l’écosystème

L’azote est un élément assez répandu dans la nature. Il renferme 78,06% en volume

environ de l’air atmosphérique. Les oxydes d’azote sous forme azotées se trouvent dans le sol

et dans l’eau. L’azote se retrouve sous deux formes : organique et inorganique. [29]

L’azote organique sous la forme organique non oxydée et peu soluble se rencontre dans

la matière vivante animale et végétale (sous forme d’acides aminés entre autres),

7

l’azote inorganique ou minéral et soluble se présente majoritairement sous des formes

stables de l’azote ammoniacal NH3 ou NH4+, nitrite NO2

-, nitrate NO3- qui s’obtient

par le cycle d’azote qui se passe dans le sol et dans l’eau

En outre, il peut se trouver sous forme moléculaire de diazote N2 qui est organique ou minérale

incluant des gaz et des aérosols, c’est-à-dire que des particules, solides ou liquides, en

suspension dans l’air. Ces composés sont transformés par oxydation ou réduction, suite à des

processus chimiques ou biologiques, faisant varier leur degré d’oxydation, par exemple : +5V

(HNO3), +IV (NO2), +III (HNO2), +II (NO), +I (N2O), 0 (N2); -III (NH3, NH4+)

I. 6. 2. Cycle biogéochimique de l’azote

Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique de l’azote qui décrit la succession des

modifications subies par les différentes formes de l'azote neutre en formes réactives (diazote,

nitrate, nitrite, ammoniaque, azote organique) et vice-versa Le passage entre les diverses formes

de l’azote (minérales et organiques) correspond à un cycle biogéochimique faisant intervenir

de nombreux organismes animaux et végétaux ainsi que des micro- organismes. Il se représente

sous diverses formes comme à l’état libre, il est gazeux N2 (gaz) et à l’état minéral, il se trouve

principalement à l’état de nitrate NO3- et d’ammoniac NH3. Le cycle d’azote se fait dans le sol

et dans l’eau selon plusieurs processus biologique et chimique. La figure 1 suivante nous montre

le cycle d’azote.

Figure 1 : Cycle de l’azote (Source: http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l%27azote)

8

La transformation de l’azote est plus complexe. La figure 2 ci-dessous résume la situation.

Figure 2 : Schéma simplifié de la minéralisation de l’azote

Voici les différentes étapes du cycle d’azote est comme la suivante :

I.6.2.1. La fixation de l’azote

La fixation de l’azote correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable

par les plantes et les animaux. Elle se fait par certaines bactéries qui vivent dans les sols ou dans

l’eau et qui réussissent à assimiler l’azote diatomique N2. Il s’agit en particulier des

cyanobactéries et de certaines bactéries vivant en symbiose avec des plantes (entre autres, des

légumineuses). La réaction chimique est la suivante:

2N2 (g) + 3(CH2O) + 3 H2O 4 NH4+ + 3 CO2 (2)

Dans les sols où le pH est élevé, l’ammonium se transforme en ammoniac gazeux:

NH4+ + OH- NH3 (g) + H2O (3)

La réaction nécessite un apport d’énergie de la photosynthèse.

I.6.2.2. L'assimilation

L'assimilation est la transformation de matière azotée minérale ou organique inerte en matière

vivante.

I.6.2.3. L'ammonification

L'ammonification est la libération d'ammoniac à partir des matières azotées organiques :

NO2-

Nitrite

Pseudomonas

Nitrosomonas

Nitrosolobus

Nitrospira

Nitrobacter

-NH2

Groupement

aminé

NH3

Ammonia

c

NO3-

Nitrate

N2

Dénitrification

Désamination Ammonification Nitrification de l’ammoniac

Assimilation

NH4+

Ammonium

Spontané

9

Soit être fixé par le sol

Soit oxydée en nitrites puis en nitrates

Soit volatilisée dans l’atmosphère [2]

I.6.2.4. La nitrification

La nitrification transforme les produits de la fixation (NH4+, NH3) en nitrites NO2

- et nitrates

NO3-. C’est une réaction d’oxydation qui se fait par catalyse enzymatique reliée à des bactéries

dans les sols et dans l’eau. La nitrification représente donc une forte acidification HNO3- qui

peut jouer un rôle dans l’altération des minéraux (SIMON-SYLVESTRE et Al 1987). [2]

Etape de nitritation [2]

La formule globale de nitritation est :

NH4+ + 3/2O2 NO2

- + 2H+ + H2O (4)

Etape de nitratation

La nitratation effectuée en sol a lieu en deux étapes : la nitratation effectuée en sol cultivé par

les nitrosomonas espèce aérobie dont le pH optimum de développement est de 8.5 à 8.8 et la

nitratation réalisée par les nitrobacters au pH de 8.3 à 9.3. [2]

La formule globale de nitratation est :

NO2- + ½ O2 NO3

- (5)

Le mécanisme peut être soit par la déshydrogénation d’un ion hydraté

H2O + NO2- NO3

- + 2H+ (6)

I.6.2.5. La dénitrification

La dénitrification est la réduction des nitrates en azote gazeux par l'intermédiaire de bactéries

dénitrifiantes. La dénitrification retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2,

avec comme produit secondaire du CO2 et de l’eau H2O, un gaz à effet de serre qui contribue à

détruire la couche d’ozone dans la stratosphère. Il s’agit d’une réaction de réduction de NO3-

par l’intermédiaire de bactéries transformant la matière organique. (Figure 3)

La réduction des nitrates jusqu’au stade diazote constitue une séquence de réactions dont

chaque étape est catalysée par une enzyme particulière [14] [15]. Voici le mécanisme mis en

jeu soit par :

4 NO3- + 5(CH2O) + 4H+ 2N2 (g) + 5CO2 (g) + 7H2O (7)

L’azote est considéré comme second polluant des eaux après le carbone et avant le phosphore.

On le retrouve sous différentes formes : il est dissous sous forme d’ammoniac, de nitrite et de

nitrate et présent dans les molécules organiques comme les acides aminés et les particules en

suspension.

10

Figure 3 : Le schéma de dénitrification

I.6.3. Polluants nitrite et nitrate dans l’eau et dans le sol

Il existe plusieurs formes des anions des oxydes d’azote mais les anions le plus répandu dans

l’eau et dans le sol sont le nitrite NO2- et le nitrate NO3

-d’après le phénomène d’oxydation par

les bactéries. Ces deux polluants sont appartient à la famille des polluants chimiques très soluble

dans l’eau. Ils sont très répandus dans l'environnement.

I.6.3.1.Structure chimique

Nitrite NO2-

Les nitrites sont des sels de l’acide nitreux HNO2.La formule chimique des nitrites étantNO2- et

appartiennent à la famille des oxydes d’azote NOx c’est à dire il forme un atome d’azote et

deux atomes d’oxygène dont l’un est chargé négativement. L’angle formé entre l’atome N et

l’atome O se fait en 119.7 pm et l’angle formé entre les deux atomes d’oxygène est de 134.3°.

Les nitrites NO2- ont pour masse moléculaire de46 g/mol.

11

Nitrate NO 3-

Les nitrates sont, d’un point de vue chimique, des sels de l’acide nitrique HNO3.La formule

chimique des nitrates étantNO3 -.Il est appartient à la famille des oxydes d’azote NOx c'est- à

dire la formation NO3 – nécessite un azote et trois oxygène dont l’un est chargé négativement.

L’angle formé entre l’atome N et l’atome O se fait en 119.7 pm et l’angle formé entre les deux

atomes d’oxygène est de 134.3°. Le nitrate a pour masse moléculaire de 62 g/mol. En milieu

acide, l’ion nitrate étant un oxydant assez fort ayant un nombre d’oxydation le plus élevé (V)

dans la forme de l’azote. C’est un ion le plus stable d’après la fin du cycle d’azote.

Le nitrate est la forme la plus stable obtenu à partir du cycle d’azote. Il est un ion accepteur

d’électron. D’après la structure de formation de l’ion NO3-, le nitrate est un ion stable, dû à ses

deux formes limites possibles.

Dans des conditions bien déterminées, le nitrate joue à des phénomènes d’oxydation

énergétique lorsqu’il est mélangé avec de nombreux corps oxydables.

I. 6. 3. 2. Mode de transfert des polluants nitrites et nitrates

En général, ces polluants existent naturellement et ils sont très solubles dans l’eau mais ils ne

sont pas très retenus par le sol. La présence des polluants dans le sol peut avoir un effet

de contamination sur les nappes phréatiques. Et le transfert de polluants vers la nappe d’eau

dépend de leur porosité du sol et la vitesse de migration des polluants. Outre, les nitrates

pénètrent dans le sol et les eaux souterraines et se déversent dans les cours d'eau. [22] Les

nitrates présentent certaines caractéristiques qui permettent de mieux comprendre révolution

des teneurs dans les nappes qui sont observées ces dernières années :

Les nitrates sont très stables et très solubles dans l'eau.

La pénétration dans les sols est lente. La vitesse de migration serait environ de 1 m par

an. La teneur en nitrate dans les nappes est donc influencée par les variations des apports

avec un retard correspondant au temps de transfert. [23]

Les nitrates suivent l’eau dans ses déplacements et peuvent descendre dans le sous-sol, par

vagues successives, à une vitesse qui dépend de la nature des roches et de la quantité d’eau

infiltrée. Normalement, les concentrations de nitrates d’origine naturelle dans les eaux de

surface et souterraines ne dépassent pas quelques milligrammes par litre. Par exemple, les

nitrates existent dans les eaux à l'état naturel en absence de pollution. Leur concentration, alors,

n'excède en général pas 3 mg/l à 5 mg/l dans les eaux superficielles et quelques mg/l dans les

eaux souterraines. Les teneurs en nitrates sont en augmentation ces dernières années. La

progression dans les eaux souterraines est couramment de 0,5 à 1 mg/l/an et peut atteindre 2

mg voire plus. Une situation voisine se rencontre dans les eaux superficielles. [23] Les nitrates

sont des sels qui en tant que tels facilitent ou forcent l’entrée d’eau dans la racine et dans la

plante.

12

I. 5.3. 3. Source des polluants nitrites et nitrates

Les eaux et les sols

Naturellement, dans les eaux superficielles et les sols renferment de l’azote. Lorsque l’azote soit

une fois incorporé par les organismes, il devient en matière organique. Pendant la

décomposition de cette matière organique azotée, toutes les bactéries présentes dans les eaux et

les sols peuvent la transformer en nitrates. [49] Par la suite de phénomène de l’ammonification,

l’ion ammonium peut ensuite être transformé en nitrite ou en nitrate suivant le processus de

nitrification qui comporte deux étapes : la nitrosation ou nitritation (qui conduit à la formation

de nitrites NO2- sous l’action de bactéries telle Nitrosomonas) et la nitratation (oxydation de

NO2- en NO3

- par des bactéries telle Nitrobacter).La suivante décrit ce déroulement de

transformation :

D’abord, il y a la transformation de l’ammonium en nitrite au cours du cycle de l’azote selon la

réaction:

2NH4+ + 3O2 2NO2

- + 2H2O + 4H+ (8)

Après, les bactéries nitrifiantes transforment les ions nitrites en nitrates dans les eaux ou dans

les sols selon la réaction:

2NO2- + O2 2NO3

- (9)

Enfin, une large partie est perdue par les eaux et les sols et transformée par certaines bactéries

en suivant le processus de dénitrification : l’azote retourne alors à l’atmosphère en empruntant

différentes formes principalement gazeuses, dont le protoxyde d’azote N2O, gaz à effet de serre.

La principale source de contamination des sols et des eaux par les nitrates est l’apport d’engrais

azotés sur les cultures. Mais les nitrates sont aussi apportés de manière synthétique par les

engrais. [49]

Dans l’eau, les nitrites proviennent soit d'une oxydation incomplète de l'ammoniaque, soit d'une

réduction des nitrates sous l'influence d'une action dénitrifiante [8] d’après le cycle d’azote ci-

dessous. Les nitrates sont à l’origine anthropiques et ils sont obtenus au stade final de

l’oxydation de l’azote organique qui est très répandu dans les eaux.

Cette contamination a deux sources (tableau 3) :

- origine diffuse : entraînés par le ruissellement ou l’infiltration et par un épandage d’engrais

azotés non utilisés par les plantes en quantité: les engrais chimiques (nitrates de potasse KNO3,

scories,…) et les engrais organiques (boues de station d’épuration, lisier, fumier,…).et par un

excès de matières organiques végétales en décomposition sur ou dans le sol après la récolte ou

après le déboisement.

- origine ponctuelle : rejets d’eaux usées domestiques, agricoles ou industrielles comme les

déchets ménagers toxique.

Nitratation

Nitritation

13

Ce tableau 3 résume les principales sources des polluants azotées.

Tableau 3 : Principales origines des NO3-, NO2

-, NH4- dans l’environnement (source :

Ratel, 1992)

Dans l’atmosphère

Les nitrates aérosols sont des particules secondaires formées dans l'atmosphère par des

transformations chimiques au cours desquelles les oxydes d’azote (NOx) réagissent avec des

substances déjà présentes dans l'air, comme l'ammoniac. Le processus naturel de dénitrification

conduit à charger l’atmosphère en oxydes d’azote.

I.7. Impact environnementale des NOx et de dépôt d’ordure

I.7.1. Impact environnementaux des oxydes d’azote

Sur l’environnement

Les oxyde d‘azote sont des polluants atmosphérique dans la mesure où l’on constate des effets

sur la santé humaine et une contribution aux pluies et dépôts acides, au smog photochimique, à

l’effet de serre et à l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique.

Ces polluants précipitent sous forme sèche (aérosol) ou humide (sous forme de HNO3) lorsque

l’atmosphère est humide avec des effets sur les matériaux (corrosion), sur l’écosystème

forestiers (provoquants directement ou via les sols des dégâts sur les végétaux et les arbres)

ainsi que leurs écosystème d’eau douce. En termes de toxicité, le dioxyde d’azote est très

dangereux pour l’environnement car le NO2 est quatre fois plus toxique que le monoxyde

d’azote et 10 fois plus que le monoxyde de carbone CO. En effet, les NO2 rejeté dans

l’atmosphère peut se convertir en oxyde nitrique NO, c’est un gaz destructeur de la couche

14

d’ozone et ainsi que le composé NO participe aussi à l’appauvrissement de l’ozone

stratosphérique. [13]

Le NO est essentiellement formé par réaction de l’azote moléculaire avec l’oxygène

moléculaire de l’air à haute température par la réaction d’équilibre endothermique suivante :

[12]

½ N2 + ½ O2 ↔ NO (10)

La molécule des oxydes d’azote qui a de réactivité avec l’environnement. Ce sont les deux

oxydes d’azote ayant un rôle réellement important dans la pollution atmosphérique sont le

monoxyde d’azote NO et le dioxyde d’azote NO2.ces deux molécules sont les plus toxiques

dans l’atmosphère. Ils réagissent avec différents composés de l’atmosphère pour donner

d’autres substances qui sont parfois encore plus toxiques. [1]

Sur la santé

Au point de vue de leurs effets sur la santé humaine, les oxydes d’azote entrainent

principalement une altération de la fonction respiratoire ainsi qu’une hyperréactivité

bronchique chez les asthmatiques ainsi qu'une vulnérabilité accrue des bronches aux microbes,

au moins chez les enfants. De plus, le NO qui passe dans les alvéoles pulmonaires se dissout

dans le sang où il limite la fixation de l’oxygène sur l’hémoglobine : les organes sont alors

moins bien oxygénés c'est-à-dire le NO est un gaz irritant pour les bronches, il réduit le pouvoir

oxygénateur du sang. Les pics de concentrations sont plus nocifs qu'une même dose sur une

longue période. [16] [47]. Il s’ensuit une diminution de la capacité du sang à transporter

l’oxygène ce qui entraîne des cas d’hypoxie. Les doses élevées de méthémoglobine se

manifestent par une cyanose dès que 10 à 15% de l’hémoglobine totale est atteinte (les sujets

ont alors une coloration bleuâtre caractéristique. [16]

I. 7.1.2.Effet des polluants chimiques nitrites

Les nitrites résultant de la réduction des nitrates oxydent les ions ferreux de l'hémoglobine en

ions ferriques. Les nitrites sont toxiques pour la santé car ils peuvent provoquer une réduction

de l'hémoglobine du sang c'est-à-dire il réagit sur le sang et qui empêche le transport de

l’oxygène (comme le monoxyde de carbone) notamment chez les jeunes enfants et aussi pour

des personnes âgée. Ce symptôme se nomme la méthémoglobinémie ou cyanose1 du nourrisson.

La méthémoglobinémie (ou syndrome du bébé bleu) est un problème de santé associé à

l’ingestion des nitrites et des nitrates. Dans ce cas, l’ion nitrate est converti en ion nitrite dans

l’estomac, puis il est absorbé par la circulation sanguine. Les nitrites oxydent l’hémoglobine

sanguine en méthémoglobine qui sous cette forme n’est plus apte à jouer son rôle de

transporteur d’oxygène ce qui entraîne une hypoxie au niveau des tissus.

1Cyanose : décoloration bleutée de la peau et de la bouche

15

Cette pathologie peut affecter les nourrissons de moins de six mois qui ne possède pas de

système enzymatique donc ils sont plus sensibles à cause de :

contrairement à l'adulte, leur estomac faiblement acide contient une flore bactérienne

capable de transformer les nitrates en nitrites,

ils présentent une déficience en enzyme transformant la méthémoglobine en

hémoglobine,

l'hémoglobine fœtale se transforme assez facilement en méthémoglobine,

ils boivent, relativement à leur poids, plus d'eau que les adultes.

Mais, chez l’adulte, l’organisme humain peut défendre et rétablissent rapidement la situation

car il dispose d’un système enzymatique apte à effectuer la réaction inverse et à transformer la

méthémoglobine en hémoglobine2 réduite (méthémoglobine réductase). Pourtant, ils peuvent

entrainer aussi des substances cancérogènes. Si le pouvoir cancérigène du nitrite est très

discuté, la formation des nitrosamines à pouvoir cancérigène est par contre indiscutable et est

possible à partir de nitrite et d’amines secondaires et même tertiaires. Cette formation se produit

dans le tube digestif du consommateur.

De plus, la production de nitrite augmente avec l'âge et est stimulée par les infections

bactériennes provoquant la diarrhée. Si la rencontre de nitrite ou le nitrate et d’amines en

proportions déterminées peut donner lieu in vivo à la formation de nitrosamines cancérigènes

I .7.1. 3. Effet de polluants chimiques nitrates

Sur l‘environnement

Lorsque les nitrates aérosols se rencontrent avec d’autre corps dans l’atmosphère, ils

provoquent l’effet de serre et détruisent la couche d’ozone.

En excès des nitrates, ils contribuent néanmoins à l'eutrophisation3 des eaux superficielles (en

relation avec les phosphates).L’eutrophisation se manifeste par la formation des algues par les

bactéries consommatrices d’oxygène engendre une diminution du taux d’oxygène dans l’eau.

Sur la sante

Les nitrates ne sont guère toxiques pour la santé mais c'est leur réduction en nitrites dans

l'appareil digestif qui est problématique. En outre, il est suspecté d’entraîner la formation dans

le tube digestif de nitrosamines et de nitrosamides qui sont des composés hautement

cancérigènes. Une fois ingérés, les nitrates sont rapidement absorbés au niveau de l’intestin

grêle puis distribués dans tout l’organisme. La microflore4 buccale transforme une partie des

nitrates secrétés dans la salive en nitrites. D’une coté, son excès pourrait provoquer une anémie,

la méthémoglobinémie qui est le résultat de l'oxydation du fer de l'hémoglobine. La

2 Hémoglobine : Substance albuminoïde et ferrugineuse qui forme la plus grande partie des globules rouges du

sang 3Eutrophisation : l’eutrophisation résulte de l’enrichissement d’une eau en sels minéraux entraînant des

déséquilibres écologiques tels que la prolifération de la végétation aquatique ou l’appauvrissement du milieu en

oxygène. 4Microflore : ensemble des micro-organismes vivant dans l’organisme

16

méthémoglobine est incapable de fixer l’oxygène, ce qui aide à réduire le transport de l’oxygène

des poumons vers les tissus. L’eau contenant des concentrations en nitrate dépassent 50 mg.L-

1 pourrait provoquer des troubles surtout chez les nourrissons et les femmes enceintes.

Figure 4 : Voies d’exposition de l’homme aux nitrates et leur assimilation, élimination ou

transformation dans le corps humain en fonction de leurs concentrations.

Dans les milieux biologiques, la transformation des ions NO3- en ions NO2

- ne peut s’effectuer

que sous l’action d’une enzyme : le nitrate réductase qui est présente dans tous les organismes

susceptibles de métaboliser le nitrate tels que les plantes, les champignons ainsi que quelques

espèces de levures et bactéries.

Des effets cancérigène : plusieurs études contre versées ont montré que la fréquence du cancer

dans l’estomac est plus élevée dans les régions ou l’eau est riche en nitrates. [28]

I. 7. 2 Impact du dépôt d’ordures sur les ressources en eau

Cette grande production des déchets et par conséquence la production des lixiviats constitue

une menace pour la qualité de l’environnement [47] et qui peuvent être l’origine de cette

détérioration. C’est pourquoi, les lixiviats s’infiltrent vers le sous-sol et les nappes d’eau d’où

la contamination directe des eaux. Le lixiviat est une source de contamination des eaux de

surface et des eaux souterraines s’il n’a pas subi un traitement préalable. En effet, sa

structure complexe et sa charge polluante rendent son traitement très difficile pour

atteindre les limites exigées par les normes.[26] Ce phénomène est dû aux différentes sources

de pollution.

17

I.7. 2.1 Quelques définitions :

Une nappe phréatique : est une nappe à faible profondeur qui alimente traditionnellement

les puits et les sources. Elle pourrait être exposée à la pollution qui provient de la surface.

Un aquifère : est une formation géologique ou une roche, suffisamment poreuse et/ou

fissurée et perméable.

Un aquifère à nappe libre : aquifère surmonté de terrains perméables et disposant d'une

surface piézométrique libre et d'une zone non saturée.

Une nappe captive : est une nappe généralement profonde et située entre deux couches

imperméables.

Une nappe semi captive : est un aquifère dont le toit ou/et le substratum est constitué par une

formation semi-perméable.

Une nappe d'eau souterraine : est une eau contenue dans les fissures d'une roche d’une

aquifère.

I.7.2.2 Types de pollutions :

Pollutions diffuses :

Elles se caractérisent par l’épandage des produits liquides et solides par l’utilisation des engrais

ou des ordures toxiques comme les pesticides. [7]

Pollutions ponctuelles :

Ces types de pollution ont des natures différentes selon leur origine : industries, transports,

rejets domestiques. Produits organiques industriels : hydrocarbures aliphatiques/aromatiques

halogénés, dioxines.

Pollutions organiques et pathogènes

Ce sont des pollutions dues aux dépôts des déchets organiques, virus et bactéries.

I.7.2. 3 Lixiviats :

L’eau est le vecteur principal de l’évolution des lixiviats de décharge. Les entrées d’eau dans

un centre de stockage sont constituées des précipitations météoriques directes auxquelles

s’ajoute l’eau apportée par les déchets eux-mêmes, et dans certains cas des eaux de

ruissellement. [37]

I.7.2.3 Définition

Le lixiviat est un liquide brunâtre obtenu à partir de la percolation de l’eau à travers les déchets

qui se dégradent et qui se chargent en bactérie et en substances chimiques ou organiques

souvent toxiques. La photo suivante nous montre les lixiviats sur le site d’Andralanitra.

18

Photo 1: Lixiviats du site d’Andralanitra

Source : Cliché par l’auteur

I.7.3.2 Origine des lixiviats

Le lixiviat est dû principalement à la transformation des déchets par des phénomènes

biologiques et chimiques. Il existe plusieurs types de déchets qui peuvent être classés

selon leurs degrés de contamination. D’abord il y a les déchets de classe 1, ce sont ceux

présentant des caractéristiques dangereux pour le milieu naturel : déchets provenant des

industries pharmaceutiques ou des industries utilisant des produits chimiques. Ensuite, les

déchets de classe 2 qui sont des débris urbains et industriels banals comme les cartons et

les résidus domestiques. Et enfin, les résidus de classe 3 qui sont inertes comme les déchets du

bâtiment. [16] [17]

Tous ces types de déchets peuvent être la cause de la formation de lixiviat.

I.7.3.3 Mécanisme de formation des lixiviats

Mécanisme physico-chimique :

D’abord, il y a le mécanisme physico-chimique marqué par l’évolution du pH d’une zone en

question, du pouvoir tampon, de la salinité et du pouvoir d’oxydoréduction des solutions

qui s’infiltrent lentement dans le sol. L’eau de pluie joue un rôle important dans ce mécanisme.

Mécanisme biologique aérobie et anaérobie :

Ce mécanisme est assuré par l’action des bactéries qui entraine la dégradation des matières

organiques fermentescibles. Ce phénomène a également une influence sur l’évolution des

valeurs des paramètres chimiques comme le pH, le potentiel d’oxydoréduction de la zone.

Cette transformation peut s’effectuer en plusieurs phases. [16] [17]

Phase aérobie :

19

La phase aérobie est un procédé biologique qui permet la détérioration des matières

organiques pour produire du compost. Lors du dépôt, l’oxygène présent autour du milieu est

consommé par des bactéries aérobies d’une part, et il existe une partie qui participe à

l’évaporation d’autre part. Et on estime que 5 à 15 % de la matière organique pourrait

être transformée. [16] [17]

Phase de transition :

Cette phase est le passage des conditions aérobies aux conditions anaérobies. Elle est

progressive et est caractérisée par la chute du potentiel redox. [16] [17]

Phase acétogénique :

La phase acétogénique est le passage qui assure l’hydrolyse et la transformation de la matière

organique en molécule simple et soluble : acides gras et ammoniaque, en présence des

trois bactéries appelées « acétogènes » Cette phase est longue et peut s’étendre sur plusieurs

années. [16] [17]

Phase métanogénique :

C’est l’étape de la biodégradation de la matière organique qui correspond à la production

de méthane et de dioxyde de carbone par les bactéries méthanogènes et la formation du méthane

à partir de l’acétate. [16] [17]

Phase de maturation :

C’est la phase finale qui correspond à la maturation et stabilisation de la matière

organique. Elle s’accompagne d’une chute de la production gazeuse. [16] [17]

I.7.3. 4 Classification des lixiviats :

La classification se fait selon le stade d’évolution des déchets.

Lixiviat jeune :

Le lixiviat est jeune lorsque son âge est inférieur à 5 ans. Il est constitué principalement

par des acides gras volatils. Son pH est relativement bas (pH < 6,5). [16] [17]

Lixiviat intermédiaire :

Son âge est compris entre 5 et 10 ans. Le pH est voisin de la neutralité, entre 6,5 à 7,5.

Lixiviat stabilisé :

Le lixiviat est dit stabilisé lorsque celui-ci atteint 10 ans et plus. Il est composé

essentiellement de substances humiques (acides fulviques et humiques). Son pH est supérieur

à 7,5. [16] [17]

20

I.7.3.5. Facteurs de formation des lixiviats

La formation des lixiviats dépend de plusieurs paramètres [18]:

Les conditions de l’environnement : le climat et l’hydrogéologie (la précipitation,

l’évapotranspiration), la géologie et l’intrusion des eaux souterraines ;

La qualité des déchets : l’âge, la perméabilité, la teneur initiale en humidité, la taille

des particules, les matières organiques ou non organiques ;

L’exploitation et la gestion du site : le compactage, la végétation, la couverture,

l’irrigation ;

Les mécanismes internes : phénomènes de réactions chimiques ou biologiques

(décomposition des composés organiques) ;

La concentration des contaminants :

Matières inorganiques : Cd venant des matières plastiques, Hg, Zn, Mn, Ni, Pb

des batteries, Zn du caoutchouc, Cr du cuir et des verreries, (Cu, Zn) venant des

textiles, (Pb, Cu, Cr) venant du carton et papiers.

Matières organiques : peintures, solvants, dégradation des matières

organiques.

I.7. 3. Impact de dépôt d’ordure sur l’environnement

Les déchets sont des facteurs importants qui mettent en cause la dégradation de l’environnement

tels que l’air, le sol et l’eau.

Les déchets, produits par les ménages et par les activités économiques, sont générateurs de

nuisances et peuvent être dangereux pour l’homme et la nature surtout les déchets qui

produisent des polluants chimiques comme les métaux lourds, les oxydes d’azote sous forme

monoxyde d’azote, dioxyde d’azote, les nitrites, les nitrates, des hydrocarbures, des composés

organique volatiles COV et d’autre produit toxique.

Comme dans l’air, ils provoquent des odeurs nauséabondes aux alentours et dans le site. D’une

part à la saison sèche, la décharge des ordures dégage des gaz y compris le NO2, le CO, le N2,

CO2 et les déchets se brulent en soi même sous l’action du soleil. Ce gaz engendre des

conséquences néfastes pour la santé des poumons, des appareils respiratoires chez les

asmathiques. D’autre part à la saison de pluie, toute la partie dans la décharge est comblée des

déchets d’ où la désorganisation de ce site.

21

CHAPITRE II

PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

II.1. Situation géographique

Andralanitra est la zone d’étude ici, qui se située dans le District d’Antananarivo-Avaradrano,

Région Analamanga (Figure 5). Il s’agit de la Commune Rurale d’Ambohimangakely,

Fokontany d’ Ikianja. Elle est limitée alors par :

au Nord par les Communes Rurales d’Ilafy et Fieferana ;

au Sud par la Commune Urbaine d’Antananarivo et la Commune Rurale

d‘Ambohimanambola ;

à l’Ouest par la Commune Urbaine d’Antananarivo

à l’Est par la Commune Rurale d’Ambohimalaza

La Commune Rurale d’Ambohimangakely est située environ à 8 km au Nord-Est de la ville

d’Antananarivo et vers la Route Nationale RN2. [4]

22

Andralanitra

Figure 4 : Carte du fokotany Kianja

23

II.2. Description du milieu physique du site

II.2.1. Pluviométrie

Le climat est de type tropical, comportant une saison sèche et fraîche, de Mai à Octobre, et une

saison humide et chaude, de Novembre à Avril. La saison chaude et humide est propice à la

formation des cyclones. La pluviométrie observée à Antananarivo est de 1000 à 2 000 mm par

an. Pendant la période sèche, les pluies sont de faibles intensités. La saison pluvieuse s’étale de

Novembre à Avril.

On considère que les précipitations journalières observées à la station pluviométrique

d'Ambohimanambola, gérée par l’APIPA (Autorité pour la Protection contre les Inondations de

la Plaine d’Antananarivo), sont représentatives de la pluviométrie à Andralanitra. [5]

Le tableau ci-dessous présente les intensités de pluies en fonction de la durée et de la période

de retour à Antananarivo.

Tableau 3–Intensités de pluies (mm)

Durée

Période retour

2 5 10 25

5 16 20 23 7

10 21 26 30 35

15 25 31 36 42

30 33 41 47 56

Source : SAMVA direction 2012

IV.2.2. Hydrologie

La décharge est entourée d'un talweg naturel. Ce dernier s’étend, à l’Est, jusqu’à la route « by-

pass » (reliant la RN2 à la RN7). Au milieu de la plaine, coule la rivière pérenne Ampasimbe.

Cette rivière se trouve à l’Est de la décharge. Elle sert d’exutoire au bassin versant dans lequel

est située la décharge d’Andralanitra et se jette dans l'Ikopa à l'aval immédiat de la prise d'eau

du système d'AEP de la JIRAMA. Le bassin versant constitué par la décharge fait une superficie

de 18ha environ.Pendant la saison des pluies, principalement aux mois de Janvier et Février,

les eaux montent dans la rivière Ampasimbe et dans les talwegs. D’après les enquêtes sur

terrain, réalisées par Sogreah en Décembre 2008, le niveau des eaux peut monter de 0,75m à

1,50m au-dessus du talweg soit à une cote variant entre 1252,75m à 1253,50m NGM.

24

Après les fortes pluies, les eaux tarissent en une à deux semaines. Après les pluies d’intensité

faible, les eaux peuvent tarir en deux jours. [5]

II.2.3. Géomorphologie

La décharge d’Andralanitra se situe sur une colline. Cette dernière est entourée, sur son flanc

Est, du marais d’Andranofotsy, et sur ses flancs Ouest et Sud, du marais d’Amboahirana. Au

fil du temps, les flancs Est et Sud ont été progressivement recouverts par les dépôts de déchets.

La superposition de la carte topographique de la zone, réalisée par FTM en 974, et les levés

topographiques de décembre 2008, montre que les linéaires de débordements de dépôts sur les

marais d’Andranofotsy et d’Amboahirana atteignent en certains endroits plus de 100 mètres.

[5]

II.2.4. Géologie

La géologie du site est caractérisée par une épaisseur de latérite qui forme le relief de la zone

d’étude, et une couche d’argile sableuse. [5]

II.2.5. Relief

Le relief de la zone d’étude est caractérisé par une zone de colline plus ou moins accidentée à

faible pente sur laquelle, nous observons des blocs de roches dures comme les granites. Son

altitude varie entre 1200 m et 1500 m. Les collines qui entourent la plaine d’Andralanitra

sont de 1280 m à 1300 m d’altitude. La zone d’étude est entourée par des chaînes de colline de

sommet moins aplati aussi bien à l’Est qu’à l’Ouest. Une plaine de 250 ha s’étend à 1248 m

d’altitude entre ces deux collines. [4]

I. 3. Généralités du site d’Andralanitra

I. 3.1. Historique de dépôt d’ordures d’Andralanitra

Depuis 1966 jusqu’à nos jours, la décharge d’Andralanitra est désignée comme étant le site

principal et officiel de dépôt d’ordures de la ville d’Antananarivo. Située dans la commune

d’Ambohimangakely, à environ 9 km du centre de la ville, elle s’étend sur une surface de 18,2

ha. Il accepte la totalité des déchets ménagers collectés sur l’agglomération par le SAMVA,

ainsi que quelques déchets de particuliers ou de commerçants de la zone urbaine environnante.

Depuis une dizaine d’années, la décharge d’Andralanitra est saturée. Pour remédier à cela, la

Commune Urbaine d’Antananarivo (CUA) a prévu la fermeture de la décharge et l’ouverture

d’autres sites de décharges contrôlées, dans les années à venir. Pourtant ces perspectives

25

représentent un enjeu de taille, qui est plus ou moins difficile à relever pour la CUA. [5]

Néanmoins, des étapes ont été franchies à travers le projet de sécurisation de la décharge,

réalisée en 2012. A travers ce projet, des infrastructures telles qu’une d'une digue de ceinture

de 1600m, un mur en brique de 2m de haut clôturant l'intégralité du site, des caniveaux en perré

maçonné pour la collecte des eaux pluviales, ainsi que deux exutoires ont été mis en place. A

l’entrée, il y a un pont bascule qui n’est pas encore fonctionnelle actuellement. En effet, elle

figure déjà dans le programme du projet de sécurisation du site de décharge d’Andralanitra. Il

est à préciser que l’AFD se charge du financement de sa construction. [36] [37]

II.3.2. Généralités sur les déchets managers de la décharge d’Andralanitra

Le SAMVA ne fait pas le triage des déchets de la décharge d’Andralanitra donc tous les déchets

transportés sur le site doit être classés comme des déchets ménagers (ordures ménagères). Mais

il y a des classes des déchets comme déchets. En général, le tableau de la composition de

l’ordure ménagère collectée du SAMVA montre le tonnage des déchets collectés par jour pour

500 kg des déchets. La quantité des déchets collectés par jour varie en moyenne de 600 à 700

tonnes par jour. [5] Le tableau 4 suivant donne la composition des ordures ménagères.

26

Tableau 4: Composition des ordures ménagères de la CUA pour 500kg (Source : SAMVA,

2012)

CATEGORIES RESULTATS GLOBAUX

(En pourcentage %)

Déchets fermentescibles

- Déchets alimentaires 7,90

- Déchets de jardin 37,47

Papiers 1,69

Cartons 1,84

Composites 0,34

Textiles 1,86

Textiles sanitaires 1,59

Plastiques

- PET (bouteille) 0,14

- PVC (bouteille) 0,15

- film plastique 4,43

- Autres : Pot yaourt/barquette

plastique

1,07

Combustibles non classes 2,35

Verres 0,76

Métaux 1,29

Incombustibles non classes 3,71

Déchets spéciaux 0,12

Fines < 20 mm 33,27

Total 100,00

27

La photo 2 ci-dessous montre les déchets ménagers non triés sur le site.

Photo 2: Photos des déchets ménagers non triés sur le site

Source : Cliché par l’auteur

D’après la nomenclature par type de déchets, on peut distinguer 3types de déchets :

-inertes

- non dangereux

- dangereux. [41]

Ainsi s’achève la partie bibliographique sur la généralité des oxydes d’azote dit NOx et leurs

impacts dans l’environnement ainsi que les impacts du dépôt d’ordure sur les ressources en eau.

Et cela nous entamé aux études expérimentales comme les matériels et les méthodes.

28

DEUXIEME PARTIE :

ETUDES EXPERIMENTALES

CHAPITRE III

MATERIELS ET METHODES

29

CHAPITRE III

MATERIELS ET METHODES

III 1. Théorie de l’analyse par chromatographie ionique

Nous avons utilisé la méthode de la chromatographie ionique est rapidement développée dans

plusieurs domaines tels que la chimie de l’environnement, l’industrie alimentaire ou

pharmaceutique, les effluents industriels, la médecine et l’agriculture [18] [19].La photo de la

chromatographie ionique (photo 3) est la suivante :

Photo 3 : Ensemble du système chromatographique (JK IC 200/Model Product ON)

Source : cliché par l’auteur

Comme tout système de chromatographie (figure 5), un chromatographe ionique comprend les

éléments suivants :

un système d’injection, le plus souvent une vanne réodyne qui assure le passage correct

des solutions à travers la colonne tous les cations alcalins ou métalliques sont dosable

mais la technique n’est pas souvent concurrentielle France des méthodes classiques

d’absorption ou d’émission atomique particulièrement au point de vue rapidité et prix

de revient. Pour ces anions par contre, cette technique est très performante puisqu’elle

Injecteur

Eluants Chromatogramme

30

permet d’obtenir rapidement de + ou – 10 minutes et simultanément F-, NO2- , Br-,

NO32-, PO4

2-, et SO42- avec une limite de détection de l’ordre d’une ppm.

une pompe de circulation avec précision de 0 à 9.9mL/minute pour le DIONEX ;

une colonne de séparation, spécifique des éléments à analyser. Cette colonne de

séparation est constituée par une résine échangeuse d’ions c’est-à-dire une résine

d’échangeuse d’anions pour le dosage des ions négatifs en solution et une résine

d’échangeuse de cations pour le dosage des ions positifs en solution.

un éluant qui assure le transport des espèces ;

un système de détection.

Figure 5: Eléments de chromatographie ionique

III .1. 1. Classification des différentes méthodes de chromatographie

Les classifications des différentes méthodes de chromatographie sont :

selon la nature physique des deux phases telles que la phase stationnaire et la phase

mobile. La phase stationnaire peut être solide liquide ou solide alors que la phase

mobile est soit liquide soit gazeuse. On peut obtenir alors quatre types de

chromatographie : liquide-liquide, liquide-solide, gaz-liquide et gaz-solide.

selon le mécanisme de fractionnement des composants de l’échantillon. Soit par

adsorption de la phase mobile sur la phase stationnaire soit par la partition de la phase

mobile sur le support stationnaire ou par échange ionique des composants de la phase

mobile avec les sites d’échange des substrats. [40]

31

III .1. 2. Caractéristiques de la chromatographie ionique

La chromatographie ionique est devenue depuis quelques années une des méthodes

d’analyse élémentaire et qui permet d’identifier les anions et les cations présents dans un

échantillon.

III .1. 3. Principe de la chromatographie ionique

La chromatographie est une méthode de séparation la plus souvent applicable. Cette

méthode doit être suivie par la mesure d’un paramètre afin de réaliser une détermination

qualitative ou quantitative. Elle a un grand nombre de variantes selon la nature du revêtement

de la colonne utilisée pour les analyses et de l’interaction composant-échantillon. Les deux

principaux types de chromatographie sont la chromatographie par perméation du gel et la

chromatographie par échanges d’ions. La première et la deuxième méthode consistent à séparer

respectivement les molécules selon leur taille et les particules selon leurs charges.[20] La

chromatographie en phase gazeuse sépare les composants volatils d’un échantillon tandis

que la chromatographie liquide-liquide sépare les molécules neutres de petites tailles en

solution. La Chromatographie ionique est fondée sur les propriétés des résines échangeuses

d’ions qui permettent une fixation sélective des anions ou des cations présents dans une

solution. Un éluant circule en permanence sur la résine échangeuse d’ions conditionnée sous

forme d’une colonne chromatographique. Une très faible quantité de la solution à analyser (50

à 100 ml) est injectée et les ions sont fixés sélectivement sur la colonne chromatographique.

L’éluant circule en permanence sur la colonne. Les ions sont ensuite progressivement

« décrochés » en fonction de leur taille, leur charge et leur degré d’hydratation. Chaque

espèce ionique est ainsi séparée et détectée par le conductimètre à la sortie de la colonne. La

concentration de l’espèce ionique dans la solution est directement proportionnelle à la

conductivité. [20]

On utilise des colonnes différentes pour analyser les anions et les cations. Classiquement la

chromatographie ionique est utilisée pour le dosage des éléments suivants :

- Cations : Lithium Li+, Sodium Na+, Potassium K+, Magnésium Mg2+, Calcium Ca2+

- Anions : Fluorures F-, Chlorures Cl-, Nitrites NO2-, Nitrates NO3

-, Phosphates PO42-,

Sulfates SO42-

32

III .1.4. Principe de détecteur a conductivité

On utilise le détecteur à conductivité pour la détection des ions donc il se fait par la mesure de

conductivité ; lorsqu’un ion est élué, il remplace l’ion de même signe de l’éluant et le pic de la

conductivité augmente ou diminue.

La sensibilité de détermination dépend la différence entre la conductivité molaire limite par mol

de charge de l’ion sous analyse et celle de l’ion de l’éluant dont la charge est de même signe

car il faut donc que l’ion éluant est une faible conductivité.

Si ce n’est pas le cas, on utilise un suppresseur chimique ; le suppresseur est situé à la sortie de

la colonne avant le système de mesure de conductivité.

III .1. 5. Principe de suppresseur

Les suppresseur a pour rôle de supprimer la conductivité de l’éluant afin que le pic de la

conductivité de l’élément à analyser soit le plus net possible ainsi que le système de suppression

serve pour augmenter la sensibilité et l’abaissement de seuil des détractions des éléments. Les

suppresseurs à membrane semi-perméable sont les suppresseurs les plus efficaces pour

l’analyse des cations, l’éluant acide est neutralisé par des ions OH- qui va supprimer le signal

de conductivité et pour l’ l’analyse des anions, l’éluant basique est neutralisé par des ions H+

qui va supprimer le signal de conductivité. Le suppresseur est intercalé entre la colonne de

séparation et la cellule de mesure. [41]

III.1.6. Principe de dosage

En sortie de colonne chaque élément ainsi séparé donne un signal de conductivité, détectable

par le conductimètre. L’amplitude du signal dépend de la conductivité équivalente de l’ion, de

sa charge et de sa concentration. Un étalonnage préalable avec des solutions de concentrations

connues permet de déterminer les temps de rétention des différents éléments. Une courbe de

calibration peut ainsi être établie. Il est ensuite aisé de déterminer les concentrations en solution

dans un échantillon d’eau. [50] La figure ci-dessous indique le pic obtenu sur le

chromatogramme. (Figure 5)

33

Figure 6 : Pic sur le chromatogramme

III 1.7. Principe de séparation

La chromatographie est une méthode physique de séparation basée sur les différences

d’affinités des substances à analyser à l’égard de deux phases. L’une de ces phases est

stationnaire ou fixe et uniformément réparti sous forme d’une pellicule mince sur un solide

inerte de grande surface spécifique tandis que l’autre phase qui est mobile, s’écoule à travers

l’ensemble de la phase stationnaire. La séparation des composants entraînés par la phase

mobile résulte soit leurs adsorptions et leur désorption successive sur la phase stationnaire,

soit leur solubilité différente dans chaque phase selon la technique chromatographique mise en

jeu.[18][21]

Phase stationnaire ou fixe

La phase fixe peut être solide ou liquide. Les solides (silice ou alumine) traités permettent

la séparation des composants de mélanges grâce à leurs propriétés absorbantes. Ils peuvent être

employés comme remplissage d’une colonne ou étalés en couche mince sur une plaque de verre

d’aluminium ou sur une feuille de matière plastique. Cette phase fixe peut être constituée par

un liquide imprégnant d’un support solide ou encore par une chaîne carbonée fixée sur

un support (phase greffée). Ainsi, elle est constituée d’un liquide peu volatil et thermiquement

stable imprégnant d’un granulé poreux en chromatographie en phase gazeuse. [18][21]

34

Phase mobile

La phase mobile, dite éluant, peut être polaire ou apolaire. Dans la chromatographie

d’adsorption, une phase stationnaire polaire (gel de silice) avec une phase mobile apolaire

(exemple : n-hexane, THF) est utilisée. Quelquefois, nous faisons appel à la

chromatographie à polarité de phases inversée. La chromatographie par échange d’ions

se fait avec une phase mobile constituée par un tampon aqueux dont le pH et la polarité peuvent

être réglés pour modifier les temps d’élution. Dans ce milieu, les solutés ainsi que les

groupements fonctionnels de la phase stationnaire sont ionisés. Ce qui conduit à l’apparition

d’un mécanisme d’élution par déplacement de l’équilibre ionique.

L’élution est le processus au cours duquel les constituants d’intérêts sont entraînés à

travers une phase stationnaire par le mouvement d’une phase mobile [21]. La figure 2.4 montre

le schéma de la phase mobile.

Figure 7 : Schéma de la phase mobile

Résines échangeuses d’ions

La séparation des composés est assurée par le système chromatographique de la phase

stationnaire. Cette phase est un support solide comportant des groupements fonctionnels ionisés

(positifs ou négatifs) permettant la rétention des espèces pour la séparation. Nous distinguons

deux types de groupements fonctionnels. Le premier type est chargé positivement pour

l’échange d’anions et le second type est chargé négativement pour l’échange de cations.

Pour chaque type, les groupements les plus utilisés sont respectivement le groupement

d’ammonium quaternaire (NH4+) et le groupement sulfonique (SO3-) pour la séparation

d’anions et de cations. Ces groupements sont dits forts car ils sont totalement ionisés au contact

des solutions aqueuses. La capacité d’échange est donc constante et indépendante de la

35

composition de la phase mobile. Cependant, nous pouvons utiliser d’autres groupements

dits faibles comme l’acide carboxylique ou l’acide phosphorique dans le cas d’échangeur

de cations. La capacité d’échange d’ions de la phase stationnaire dépend de la

concentration des groupements ionisés (COO-) dans l’échangeur d’ions. Elle varie aussi en

fonction du pH et de la composition de la phase mobile [18][22][23]. Le tableau 5 donne les

échangeurs d’anions et de cations. Le tableau suivant nous montre les échangeurs d’anions et

de cations. (Tableau 5)

Tableau 5 : Echangeurs d’anions et de cations

Mécanisme de séparation

A la sortie de la colonne, les anions et les cations à analyser sont acheminés les uns à

la suite des autres selon leur temps de rétention vers la cellule de détecteur afin que celui-ci

puisse mesurer leurs conductances. [18] [22] [23]

36

Analyse des cations

La colonne de séparation est une colonne échangeuse de cations comportant des

groupements carboxyliques COO-. Dans notre cas, le système est élu par une solution d’acide

sulfurique H2SO4 dont l’élément éluant est l’ion H+.

RCOO- + H+ RCOO–H+ (12)

Un élément M+ présent dans l’échantillon est introduit dans l’éluant et modifie l’équilibre au

niveau du site échangeable suivant la réaction :

RCOO- H+ + M+ RCOO–M+ + H+ (13)

La résine retient les ions M+ de l’échantillon pendant un certain temps puis les libère pour

être remplacés par ceux de l’éluant.

RCOO- M+ + H+ RCOO–H+ + M+ (14)

Analyse des anions

La colonne à échangeuses d’anions contient une phase stationnaire basique du type

ammonium quaternaire NH4+ par exemple. Elle est traversée par une phase mobile aqueuse

comme une solution d’hydrogénocarbonate de sodium (Na+, HCO3-). Si un élément A-

contenu dans l’échantillon à analyser est élué par la phase mobile, nous avons la réaction :

RNH4+HCO3

- + A- RNH4+ + HCO3

- (15)

Au bout d’un certain temps, la résine va libérer les ions A- de l’échantillon qui seront

remplacés par ceux de l’éluant.

RNH4+A- + HCO3

- RNH4+HCO3- + A- (16)

III .1.7. Grandeurs caractéristiques chromatographiques

Temps de rétention

L’analyse qualitative consiste à identifier un ou plusieurs composés du mélange inconnu

injecté. Le temps de rétention (Tr) d’un constituant est le temps écoulé entre l’instant

où l’échantillon est injecté et celui où le pic correspondant à ce constituant atteint sa valeur

maximale.(Figure 4)

37

Figure 8 : Temps de rétention

Avec

- tR est le temps écoulé entre l’injection du composé dans la colonne et le moment où il

sort à sa concentration maximale

- tS est le temps de séjour du composé dans la phase stationnaire

- tM est le temps que met l’éluant pour arriver au bas de la colonne.

Le temps de rétention d’un composé représente le temps que prend le composé pour

traverser la colonne chromatographique. La distance parcourue par le composé se calcule

à partir du moment de l’injection jusqu’à son apparition au détecteur, mesurée au sommet du

pic sur le chromatogramme. Lorsqu’on veut identifier un pic sur le chromatogramme, nous

injectons le standard soupçonné dans les mêmes conditions expérimentales que le mélange

inconnu. Si le temps de rétention du standard correspond à plus ou moins 5 % au temps de

rétention d’un pic du mélange, nous pouvons conclure qu’il s’agit d’un même composé [24].

Calcul et expression des résultats

Les courbes d’étalonnages (courbes quadratiques) sont tracées à partir des surfaces des pics et

des concentrations des solutions étalons.

Les résultats en mg/l sont obtenus directement par le calcul à l’aide de logiciel sur l’ordinateur.

Les résultats sont exprimés en mg/l pour les liquides, en mg /kg pour les solides et en µg/m3

pour l’air pour chacun des anions dosés.

tS = tR - tM

38

Pour l’échantillon des eaux et des lixiviats

La concentration des anions dans un échantillon aqueux exprimée en mg/l est déterminée

comme suit :

C = A × F

Où

C : concentration de l’anion dans l’échantillon (mg/l);

A : concentration de l’anion dans la solution dosée (mg/l);

F : facteur de dilution, si nécessaire.

Pour l’échantillon solide

La concentration des anions dans un échantillon solide exprimée en mg/kg est déterminée

comme suit :

C = A× 10 × F

Où

C : concentration de l’anion dans l’échantillon (mg/kg);

A : concentration de l’anion dans la solution dosée (mg/l);

10 : facteur entre le poids d’échantillon et le volume d’eau;

F : facteur de dilution, si nécessaire.

III .2. Matériels d’analyses des paramètres physiques

Les appareils pour mesurer les paramètres physiques et organiques sont mesurés par les kits

suivants :

pH mètre

Le pH mètre sert pour mesurer le pH des échantillons. (Photo 4)

39

Photo 4: pH mètre

Source : Cliché par l’auteur

Appareil Consort

Ce sont des kits pour les mesures des TDS, T°, 02 dissous, %02, Salinité, conductivité. (Figure

3)

Photo 5: Appareil Consort

Source : Cliché par l’auteur

40

- TDS ou SDT (Solides Dissous Totaux)

Les solides dissous totaux consistent une mesure de la teneur combinés de tous les minéraux

et organiques des substances contenues dans un liquide.

- Salinité

La salinité indique la quantité de sels dissous dans liquide particulièrement l’eau qui est un

puissant solvant pour de nombreux minéraux. Elle modifie la propriété de l’eau comme sa

capacité de dissolution, sa densité et sa conductivité électrique.

- Oxygène dissous OD (O2 dissous)

La solubilité de l’oxygène dans l’eau est liée à plusieurs facteurs, en particulier : la température,

la pression atmosphérique et la salinité [32]. L’élévation de la température implique une

diminution de la teneur en oxygène en raison de sa faible solubilité, mais aussi à cause de la

consommation accrue par les êtres vivants et les bactéries qui se multiplient.

- Conductivité électrique

Toute eau est plus ou moins conductrice du courant électrique. Cette conductivité est liée à

l’existence des charges électriques des ions présents dans l’eau.

La conductivité dépend de la concentration en sel minéraux ou minéralisation de l’eau. A vrai

dire, elle indique la teneur en sel des électrolytes minéraux dissous d’où conductivité élevée de

l’eau résulte de sa forte salinité.

Il y a relation étroite entre la conductivité électrique et la minéralisation des eaux.

Tableau 1 : Relation entre conductivité et minéralisation [44]

Conductivité Electrique Minéralisation

CE<100µS.cm Très faible

100µS.cm-1<CE<200µS.cm-1 Faible

200µS.cm-1<CE<333µS.cm-1 Moyenne

333µS.cm-1<CE<666µS.cm-1 Moyenne accentuée

666µS.cm-1<CE<1000µS.cm-1 Importante

CE>1000µS.cm-1 Elevée

41

- Turbidimètre

Le turbidimètre sert pour mesurer la turbidité des échantillons. (Photo 4)

La turbidité est un indice de la présence de particules en suspension dans l'eau. [43] En relation

avec la mesure des matières en suspensions, elle donne une première indication sur la teneur en

matières colloïdales d’origine minérale ou organique. Elle est appréciée, soit par rapport à des

solutions témoin comme formazine, mastic,…etc soit par la mesure de la limite de visibilité

d’un objet défini (fil de platine, disque de Secchi)

Les puits peu profonds ou mal construits ainsi que les sources peuvent être contaminées par

l’eau de surface, surtout après des pluies abondantes et au moment de l’écoulement printanier.

La turbidité a un effet sur la qualité de l’eau. Les particules organiques et inorganiques dans

l’eau peuvent :

• donner à l’eau une apparence trouble, ainsi qu’une odeur et un goût déplaisants

• transporter des micro-organismes et nuire à la désinfection

• augmenter la quantité de chlore nécessaire pour désinfecter l’eau

• se combiner au chlore pour former des sous-produits nocifs tels que les trihalométhanes

(THM).

Photo 6: Turbidimètre

Source : cliché par l’auteur

42

DBO mètre

Il sert pour mesurer la DBO5 ou demande biologique/biochimique en dioxygène pendant 5

jours. La DBO ou demande biologique/biochimique en dioxygène est la quantité de dioxygène

nécessaire aux micro-organismes aérobies de l'eau pour utiliser les substances qu'elle contient.

Il s'agit donc d'une consommation potentielle de dioxygène par voie biologique. Ce paramètre

constitue un bon indicateur de la teneur en matières organiques biodégradables d'une eau

naturelle polluée ou d'une eau résiduaire. Il est utilisable soit pour quantifier la charge polluante

organique de l'eau, soit pour évaluer l'impact d'un rejet sur le milieu naturel (toute matière

organique biodégradable rejetée va entraîner une consommation d'O2 au cours des procédés

d'autoépuration), soit pour évaluer l'intensité du traitement nécessaire à l'épuration d'un rejet

par un procédé biologique. Les matières organiques dégradées par voie aérobie sont

essentiellement constituées de C, H, O, N. La dégradation de ces molécules se traduit par leur

minéralisation. La minéralisation des composés carbonés libère CO2 et H2O. Celle des

composés carbonés et azotés (acides aminés, urée, ...) produit en outre des composés

ammoniacaux (NH3 et NH4+), transformables en nitrates et nitrites. L'ensemble de ces processus

est fortement consommateur d'O2. Si la source d'O2 est suffisante les dégradations se réalisent,

de manière non linéaire, en 3 à 5 semaines et se déroulent en 2 étapes :

la phase carbonée qui libère en 2 à 3 semaines CO2, H2O et composés ammoniacaux,

la phase azotée qui ne commence qu'au bout de 10 jours et qui dégrade les composés

ammoniacaux.

DBO5 / DCO : rapport indiquant la biodégradabilité d’un effluent :

DBO5 / DCO > 0,6 l’effluent est biodégradable

Si 0,6 > DBO5 / DCO > 0,3 l’effluent est partiellement biodégradable

DBO5 / DCO < 0,3 l’effluent est difficilement biodégradable

Photo 7: DBO mètre

III.3. Méthodes d’analyse et échantillonnages

43

Les échantillonnages ont été effectués pendant la saison de pluie au mois de février jusqu’à

mois d’avril. Les lieux de prélèvement sont différents dans la zone d’étude. Donc, il y a 3 types

d’échantillonnage dont cinq échantillonnages des sols, cinq échantillonnages des lixiviats et

cinq échantillonnages des eaux dont un est de l’eau de source et quatre sont des eaux de surface.

III.3.1. Echantillonnages des sols dans le site d’Andralanitra

On a fait deux prélèvements différents dans la partie ancienne de la décharge et la nouvelle

partie de la décharge. La procédure de prélèvement est de même pour les deux parties c’est-à-

dire on fait trois prélèvements pour chaque partie décharge avec de différents profondeurs de

20cm ; 40cm et 60cm. [46] C’est à dire les échantillons ont été codés selon les lieux et les types

de prélèvement pour faciliter l’étude en laboratoire. Pour les sols, pour l’ancienne décharge

avec les différentes profondeurs en cm on a noté ADp (p = 20, 40, 60), et pour la nouvelle

décharge on a noté aussi ND p (p = 20, 40,60).Donc, il y a 6 échantillons dont trois pour

l’ancienne décharge et trois pour la nouvelle décharge. Ces échantillons peuvent conserver à

l’aide des boites plastiques. (Photo 8)

Afin d’évaluer la migration et l’évolution pour chaque profondeur ainsi que le taux de la

concentration des anions des oxydes d’azote (nitrite et nitrate) dans chaque partie de la

décharge. La photo suivante indique les prélèvements des sols sur le site.

Photo 8: Prélèvements des sols sur le site

Source : Cliché par l’auteur

Prétraitement et mode opératoire des sols

Nous avons fait la mise en solution des échantillons des sols. Et après, nous avons fait la

dilution. (Annexe 2)

44

Photo 9: Mise en solution des sols

III .3.4. Echantillonnages des lixiviats dans le site d’Andralanitra

Le lixiviats est une source de contamination des eaux de surface et des eaux souterraines

s’il n’a pas subi un traitement préalable. Le traitement des lixiviats par électrocoagulation-

filtration a nettement réduit l’intensité de leur couleur qui s’est traduit par une diminution de

leur charge polluante en matière minérale et organique, notamment en couleur, DBO5 et DCO.

En général, l’évolution des polluants dans le lixiviats dépende de la température, la

conductivité, DBO5, TDS.

Nous avons fait cinq prélèvements pris au hasard aux alentours du site à la sortie de la buse de

décharge d’après la photo suivante. (Photo 10)

Photo 10: Prélèvements des lixiviats sur le site

Source : Cliché par l’auteur

Mode opératoire d’analyse

Pour l’analyse sur la chromatographie ionique, ils ne nécessitent pas de traitement spécial mais

tous les échantillons doivent être filtrés à 0.8µm afin d’enlever toutes les matières en

suspension venant des déchets de la décharge d’Andralanitra. Certains échantillons ayant des

conductivités électriques supérieures à 50 µS/cm ont été dilués avec de l’eau distillée avant

d’être analysés.

III.3.5. Echantillonnages des eaux de surface et eau de source

45

L’échantillonnage est primordial car il conditionne la pertinence de l’analyse. Il doit être de

qualité mais également représentatif de ce que l’on veut analyser. Ici il s’agit d’un

échantillonnage physico chimique qui est différemment du bactériologique. Les échantillons

doivent être prélevés dans des récipients propres, rincés plusieurs fois avec l’eau à analyser,

puis fermés hermétiquement sans laisser des bulles d’air dans le flacon.

Il est à noter que la nature du matériau du récipient du prélèvement est importante, car celui-ci

ne doit pas entrer en réaction avec l’eau à analyser. Le récipient en verre (quartz) qui est le plus

adapté pour la bonne conservation des échantillons.

Nous avons prélevé cinq types d’échantillons des eaux de surface et un échantillon d’eau de

source définit sur la photo des prélèvements des eaux sur le site. (Photo 11)

Photo 11: Prélèvements des eaux sur le site

Source : Cliché par l’auteur

Mode opératoire d’analyse

Pour les échantillons des eaux de surface et eau de source ne nécessitent pas de protocoles

spéciaux mais si l’échantillon contient des particules en suspension, on filtre sur une membrane

de 0.8µm avant d’injecter sur le chromatographe.

D’après ces études expérimentales ci-dessus, nous avons fait l’analyse de quelques paramètres

physico-chimiques et l’analyse des anions nitrates et nitrites dans les sols, dans les lixiviats et

les eaux. Et enfin, nous avons passé à la présentation des résultats et leurs interprétations.

46

TROISIEME PARTIE:

RESULTATS ET INTERPRETATIONS

CHAPITRE IV:

RESULTATS ET INTERPRETATIONS

47

CHAPITRE IV:

RESULTATS ET INTERPRETATIONS

Nous avons prélevé des échantillons pour analyser des paramètres physico-chimiques des sols,

des lixiviats, de l’eau de source et des eaux de surface aux environs d’Andralanitra afin

d’évaluer et de localiser l’endroit le plus pollué dans la zone d’étude.

Tous les calculs de la concentration se font par le logiciel Chromatography Data Handing

System [001].

IV.1.Description des résultats des sols

Nos travaux ont été focalisés sur les échantillons de surface (0-20 cm) et de profondeur

(40-60 cm) afin d’extraire des informations sur la migration des polluants azotées de nitrite et

nitrate soumis à des conditions physico-chimiques différentes (milieu anoxique en

profondeur et oxique en surface). On note que l’ancienne partie de la décharge est utilisé

depuis l’ouverture de ce site en 1966 et depuis l’année 2012. Pourtant, la nouvelle partie de la

décharge est utilisé depuis l’année 2012.

IV.1.1. Les humidités

Les humidités se calculent par la formule suivante :

%𝑯 = [𝑴𝑺𝑯 − 𝑴𝑺𝑺

𝑴𝑺𝑯] 𝒙𝟏𝟎𝟎

D’où : MSH : Masse des sols humides en g or MSH =100 g pour tous les échantillons

MSS : Masse des sols sèches en g

48

Les deux tableaux montrent les valeurs des humidités avec leurs codes des échantillons

Tableau 6 : Tableau des résultats des humidités des sols

Pour l’ancienne décharge

Profondeur de l’ancienne

décharge AD

% humidité (en %) Ecar-type

AD 20 36,895 0,007

AD 40 26,050 0,014

AD 60 26,425 0,035

Pour la nouvelle décharge

Profondeur de la nouvelle

décharge AD

% humidité Ecartype

ND 20 32,905 0,021

ND 40 30,55 0,020

ND 60 39,170 0,014

L’humidité se définit par la teneur en eau dans le sol. Il se fait pour regarder la différence entre

le sol humide et le sol après séchage.

IV.1.2 Paramètres physiques des sols

Ce tableau présente les résultats obtenus des paramètres physiques des sols:

49

Tableau 7 : Tableau des résultats des paramètres physiques des sols

AD 60 : Partie Ancienne décharge à la profondeur de 60 cm

AD 40: Partie Ancienne décharge à la profondeur de 40 cm

AD 20: Partie Ancienne décharge à la profondeur de 20 cm

ND 20 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 20 cm

Partie de la

décharge

Ancienne Nouvelle

Code de la

décharge

AD 20 AD 40 AD 60 ND 20 ND 40 ND 60

Profondeur

en cm

20 40 60 20 40 60

Température en

°C

21 21.2 21.5 21 21.4 21.5

pH 8.25 8.65 8.70 9 9.25 9.31

Conductivité en

µS .cm-1

216 183 156 426 457 508

TDS en mg /L 115 97 83 227 243 271

% O2 en % 20 22 27 32 35 38.5

O2 dissous en

mg/L

1.7 1.8 2.25 2.7 2.95 3.5

Turbidité en

NTU

133 109 75 212 182.7 153.5

Salinité 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2

DBO5 en jour 100,05

±0,07071068

100.1±

0,14142136

60.5±

0,70710678

125.05±

0,07071068

125.05±

0,07071068

100,05

±0,07071068

50

ND 40 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 40 cm

ND 60 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 60 cm

IV.1.2. Etudes comparatives des paramètres physiques des sols

Ces figures suivantes nous indiquent la comparaison des paramètres physiques dans l’ancienne

décharge et la nouvelle décharge du site d’Andralanitra. Les mesures physico-chimiques de la

mise en solution des échantillons des sols se font dans le laboratoire de Chimie Minérale.

Température

On a vu que la température pour les deux partie reste environ de la température ambiante de

21 °C à 21.5°C.

pH

Le pH reste relativement stable et basique pour les deux parties de la décharge c’est-à-dire pour

l’ancienne décharge le pH varie de 8.25 à 8.70 et pour la nouvelle décharge, ce pH varie allant

de 9 à 9.31.On observe que ce pH est croissante pour les deux parties. (Figure 5). Cela

s’explique par les matières minérales dissous dans les sols.

51

Figure 9 : Variation de pH entre les deux décharges

Conductivité électrique

Pour la conductivité, l’ancienne décharge est de 216 µS .cm-1 156 µS .cm-1 , elles sont

diminuées quand la profondeur est vers le bas. Contrairement pour la nouvelle décharge, elle

varie de 426 µS .cm-1 à 508 µS .cm-1 donc elles augmentent pour chaque profondeur. (Figure

10)

8,25

9

8,65

9,25

8,7

9,31

7,6

7,8

8

8,2

8,4

8,6

8,8

9

9,2

9,4

Ancienne décharge Nouvelle décharge

pH

Profondeur en cm

pH des solutions de sols en fonction de profondeur

20 40 60

52

Figure 10 : Variation de conductivité entre les deux décharges

SDT (Solides Totaux Dissous)

Pour le SDT, pour l’ancienne décharge varie de 115 mg /L à 83 mg /L, on observe la

diminution des valeurs des sels dissous totaux de la solution des sols. Cette diminution des

valeurs aussi est de même pour la nouvelle décharge de 227 mg /L à 271 mg /L. La figure ci-

dessous montre la variation des SDT dans les deux parties de décharge.

216227

183

243

156

271

0

50

100

150

200

250

300

Ancienne décharge Nouvelle décharge

Co

nd

uct

ivit

é en

µS/

cm

Profondeur en cm

Conductivité des solutions de sols en fonction de profondeur

20 40 60

53

Figure 11 : Variation des SDT entre les deux décharges

Turbidité

La turbidité, pour l’ancienne décharge 133 NTU à 75 NTU et pour la nouvelle décharge 212

NTU à 153.5 NTU. Elles diminuent quand la profondeur varie vers le bas.

Cette figure suivante nous montre la variation de la turbidité dans la solution des sols dans les

deux décharges.

Figure 12 : Variation des turbidités entre les deux décharges

115

227

97

243

83

271

0

50

100

150

200

250

300

Ancienne décharge Nouvelle décharge

TDS

en m

g/L

Profondeur en cm

TDS des solution de sols en fonction des profondeur

20 40 60

133

212

109

182,7

75

182,7

0

50

100

150

200

250

Ancienne décharge Nouvelle décharge

Turb

idit

é e

n N

TU

Profondeur en cm

Turbidité des solution de sols en fonction des profondeur

20 40 60

54

Oxygène Dissous OD

L’OD varie de 1.7mg/L à 2.25mg/L pour l’ancienne décharge, et il varie de 2.7 mg/L à 3.5

mg/L pour la nouvelle décharge, ils sont tous diminués quand la profondeur abaisse.

Figure 13 : Variation des OD entre les deux décharges

DBO5

Pour le DBO5, la valeur varie de 100 mg/L à 60.5 mg/L pour l’ancienne décharge et 125 mg/L

à 100 mg/L pour la nouvelle décharge. Nous avons vu cette variation de DBO5 ‘après la figure

suivante. Le DBO5 indique la quantité de dioxygène dissous et la teneur en matières organique

biodégradables dans la solution des sols. Ces matières organiques dégradées par voie anaérobie

sont essentiellement constitués de C, H, O, N. Et ces molécules se dégradent par la

minéralisation des composés carbonés et azotés (acide aminés, urée etc.) qui sont

transformables en nitrites et en nitrates.

1,7

2,7

1,8

2,95

2,52,7

ANCIENNE DÉCHARGE

NOUVELLE DÉCHARGE

OD

en

mg/

L

Profondeur en cm

Oxygène dissous des solution de sols en fonction des profondeur

20 40 60

55

Figure 14: Variation des DBO5 entre les deux décharges

IV.1.4. Paramètres chimiques : NO2- et NO3

-

Les deux tableaux nous montrent les concentrations en nitrites et en nitrates dans les deux

décharges.

Tableau 8: Tableau des valeurs d’analyse des NO2- et NO3

-

Ancienne décharge AD

Profondeur de

l’ancienne

décharge AD

Concentration

en nitrite en

mg /Kg

Ecartype Concentration

en nitrate en

mg /Kg

Ecartype

AD 20 518.400 0,141 1039 0,141

AD 40 533.400 0,141

1033.8 0,141

AD 60 0 0 154.71 0,141

100,05

125,05

100,1

125,05

60,5

100,05

0

20

40

60

80

100

120

140

Anciennedécharge

Nouvelle décharge

DB

O5

en

jou

r

Profondeur en cm

Valeur moyenne de DBO5 des solution de sols en fonction des profondeur

20 40 60

56

Nouvelle décharge ND

Profondeur de la

nouvelle

décharge AD

Concentration

nitrite en

mg /Kg

Ecar-type Concentration

nitrate en

mg /Kg

Ecar-type

ND 20 1039 0,141

2066 0,141

ND 40 944 0,141 2062.4 0,141

ND 60 709.2 0,141 1543.2 0,141

D’après cette figure ci-dessous, nous avons vu que comparaison des concentrations en nitrites

te nitrates entre les deux décharges. (Figure 15 et 16)

Concentration en nitrites et en nitrates dans l’ancienne décharge AD

Figure 15: Concentration des nitrites et nitrates en fonction des profondeurs (p=20 cm, 40

cm, 60 cm) de AD

518,4

1039

533,4

1033,8

0,1154,71

0

200

400

600

800

1000

1200

Nitrite Nitrate

Co

nce

ntr

atio

n d

es n

itri

te e

t n

itra

te

en m

g/K

g

Profondeur en cm

Concentration des nitrites et nitrates dans le sol en fonction de profondeur de AD

20 40 60

57

Concentration en nitrites et en nitrates dans la nouvelle décharge ND

Figure 16: Concentration des nitrites et nitrates en fonction des profondeurs (p=20 cm, 40

cm, 60 cm) de ND

La valeur des concentrations en nitrites et en nitrates est en fonction de différents profondeurs

de p=20 cm, 40 cm, 60 cm pour les deux parties de la décharge d’Andralanitra.

- Ancienne décharge

La concentration en nitrites varie de 518.4 mg.Kg-1 à 0 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates

allant de 1039 mg.Kg-1 à 154.71 mg.Kg-1.

- Nouvelle décharge

La concentration en nitrites varie de 1390 mg.Kg-1 à 709.2 mg.Kg-1 et la concentration en

nitrates allant de 2066 mg.Kg-1 à 1543.2 mg.Kg-1.

Interprétations

Nous pouvons dire que la concentration en nitrate et nitrites est si forte pour la partie nouvelle

de la décharge que la partie ancienne de la décharge. Selon les profondeurs, la valeur de la

concentration varie c'est-à-dire quand la profondeur diminue la valeur de la concentration en

nitrites et en nitrates diminue.

1039

2066

944

2062,4

709

1543,2

0

500

1000

1500

2000

2500

Nitrite Nitrate

Co

nce

ntr

atio

n d

es

nit

rite

et

nit

rate

en

mg/

Kg

Profondeur en cm

Concentration des nitrites et nitrates dans le sol en fonction de profondeur de ND

20 40 60

58

Donc, cette diminution pour chaque profondeur peut expliquer par la vitesse de migration des

polluants en nitrites et nitrates c'est-à-dire la vitesse de migration est lente car la concentration

en nitrates est environ de 1 mg/L par an.

Cette élévation de cette teneur en nitrite et en nitrate sur la nouvelle décharge par rapport à

l’ancienne décharge peut expliquer par la minéralisation des matières organiques, des engrais

azotés des résidus animaux des eaux domestiques sur la nouvelle décharge. Quand les nitrates

sont épandus sur le sol, ils s’infiltrent avec les pluies ou sont lessivés en surface. Et ils sont

absorbés par les plantes cultivées sur la décharge dans les sols où ils poussent. C’est pourquoi,

la teneur en nitrate et nitrites provoque des effets sur la santé humaine transférée par les plantes.

Dans la décharge, beaucoup des plantes potagères sont cultivées y compris le maïs, les haricots,

citrouilles etc. Ces plantes peuvent être contaminées par les sols qu’ils se poussent.

Par conséquent, les nitrites et nitrates seront transférés par plantes potagères vers les riverains.

En outre, l’évolution des nitrates dépende de leurs activités humaines, si les puits aux alentours

du site n’ont pas de traitement spécial ou pas d’entretien. Pourtant, les nitrites et nitrates sont

des polluants chimiques toxiques chez l’homme surtout chez les nourrissons qui provoque

l’hémoglobinémie (bébé bleu) à cause de leurs faibles enzymes pour défendre les corps et ainsi

que chez les adultes âgées qui entraine le blocage de transfert de l’oxygène vers le sang.

En guise de conclusion, les sols surtout les taureaux du site d’Andralanitra sont contaminés par

les nitrites et nitrates.

Toutes les concentrations obtenues par l’analyse sont très élevées. Donc, le traitement des

déchets ou le recyclage de ces déchets ménagers est l’un de seul moyen pour réduire les

polluants chimique.

La nouvelle décharge est très dangereuse par rapport à l’ancienne car en ce moment, tous les

types des déchets venant de cette décharge sont produits chimiques et artificielles. Donc, les

déchets dangereux ne peuvent transformés en engrais et ce pour cela qu’ils provoquent des

toxicités vers le sol.

IV.2. Description des résultats des lixiviats

Ces résultats montrent les paramètres physico chimique des lixiviats.

59

IV.2.1. Paramètres physiques des lixiviats

Le tableau ci-dessous résume les paramètres physiques des lixiviats. (Tableau 9)

Tableau 9 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des lixiviats:

Code de la

décharge

LS

E1

LO

E2

LE

E3

LN

E4

LNE

E5

Couleur Noir Vert noirâtre Vert noirâtre Noir Vert noirâtre

Odeur Très

mauvaise

Mauvaise Très

mauvaise

Très mauvaise Très mauvaise

Température en

°C

20 .9 20.6 22.5 22.4 22.4

Ph 8.69 7.23 8.25 8.54 8.24

Conductivité en

mS .cm-1

21.8 4.56 8.21 13.2 6.60

TDS en g /L 12.4 2.47 4.47 7.4 3.59

% O2 en % 120 68 106 104.5 128.5

O2 dissous en

mg/L

11 5.9 8.75 8.25 10.30

Turbidité en

NTU

128 70.9 17.5 7.60 17

Salinité en % 12.9 2.5 5.7 9.5 3.6

Moyenne de

DBO en mg/L

533.350 ±

0,707

831.000 ±

0,707

316.500 ±

0,707

108.333 ±

0,707

74.833±

0,707

60

LS : Lixiviats de la partie Sud de la décharge

LO : Lixiviats de la partie Ouest de la décharge

LE : Lixiviats de la partie Est de la décharge

LNE : Lixiviats de la partie Nord- Est de la décharge

LN : Lixiviats de la partie Nord de la décharge

Interprétation des paramètres physiques des lixiviats

La mesure des paramètres physico chimiques est nécessaire pour les lixiviats car l’évolution

de ces paramètres caractérise leurs impacts sur l’environnement surtout à la qualité de l’eau et

aussi afin de connaître leur composition chimique. Les lixiviats de la décharge d’Andralanitra

est très dangereuse pour l’environnement à cause de ses mauvaises odeurs et qui s’infiltrent

vers la nappe d’eau ainsi qu’ils coulent vers les eaux de surface et les cours d’eau aux alentours

de ce site. Cela peut entrainer la contamination des eaux et provoque aussi des différentes

maladies comme les diarrhées, les asthmes, la peste, des maladies contagieuses pour la

population qui ont des cultures et des animaux auprès de ce site.

Température

La température des lixiviats est environ de la température ambiante de 20 .9 °C à 22.5°C.Elle

est homogène.

Odeur

Le test de l’odeur consiste une appréciation personnelle. Les odeurs proviennent soit des

produits chimiques, soit de matières organiques, soit des bactéries.

pH

Ce pH est dit basique car il varie entre 7.23 à 8.69. Cette variation peut dire à la totalité des

matières organique et minérales dissous venant des déchets.

Conductivité électrique

Elle dépende de la concentration en sel minéraux ou minéralisation des lixiviats. En outre, elle

indique la teneur en sel des minéraux dissous dans les lixiviats d’où sa conductivité est très

élevée supérieur à 1000µS.cm-1 à cause de sa forte salinité de 2.5% à 12.9%. Elle varie de 4.56

61

mS .cm-1à 21.8 mS .cm-1. L’élévation des CE et T° témoignent d’une augmentation de l’activité

bactérienne de biodégradation.

SDT (Solides Dissous Totaux)

Pour le SDT, on peut dire par l’abondance des solides dissous totaux dans le lixiviats à partir

des déchets ménagers. Le SDT varie de 2.47 g /L à 12.4 g /L.

Turbidité

La turbidité varie de 7.60 NTU à 128 NTU. Quand la turbidité est très élevée, elle entraine la

forte pollution des eaux à partir des lixiviats.

OD (Oxygène dissous)

L’oxygène dissous OD nous montre la teneur en oxygène dissous dans le lixiviats. Quand de la

température est élevée ceci implique une diminution de la teneur en oxygène en raison de sa

faible solubilité.

IV.2.2 Paramètre chimiques des lixiviats : NO2- et NO3

-

Le tableau suivant montre les concentrations en nitrites et en nitrates dans les lixiviats.

Tableau 10 : Tableau des concentrations en nitrites et en nitrates

Code des

lixiviats

Concentration nitrite en

mg /Kg

Ecartype Concentration nitrate

en mg /Kg

Ecartype

LS 3070,050 0,070 0 0

LO 573,800

0,707 0 0

LE 3070,050

0,070 0 0

LNE 2140,500

0,707 0 0

LN 832,500 0,707 0 0

62

D’après la figure suivante, les concentrations en nitrates et nitrites dans les lixiviats.

Figure 17: Concentration en nitrates et nitrites dans les lixiviats

LS : Lixiviats de la partie Sud de la décharge

LO : Lixiviats de la partie Ouest de la décharge

LE : Lixiviats de la partie Est de la décharge

LNE : Lixiviats de la partie Nord- Est de la décharge

LN : Lixiviats de la partie Nord de la décharge

- Interprétation des analyses nitrite et nitrates dans les lixiviats

La concentration en nitrites des lixiviats varie de 573,8 mg.L-1à 3070,05 mg.L-1.

Cette figure nous montre que nous ne trouvons pas des concentrations en nitrate dans le lixiviats

mais la réduction de nitrites se fait lentement par l’oxydation des nitrites en nitrates par la

bactérie nitrobacter. En outre, cette augmentation de la concentration en nitrite entraine

beaucoup des effets néfastes sur la santé publique comme l’hémoglobinémie des nourrissons.

3070

574,3

20122140

832

0 0 0 0 00

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

LS LO LE LNE LN

Mo

yen

ne

de

la C

on

cen

trat

ion

en

nit

rite

et

nit

rate

en

mg/

L

Lieux de prelevement des lixiviats

Taux des concentration en nitrate et nitrites dans les lixiviats en fonction des parties

Nitrite

Nitrate

63

L’analyse des eaux de surface aux alentours de la décharge vérifie aussi cette évolution de la

concentration en nitrite. Il n’y a aucune trace de concentration en nitrate.

D’autre part, les échantillons des sols à analyser dans la nouvelle décharge et l’ancienne

décharge nous montrent qu’il y a des concentrations élevées en nitrite et en nitrate selon leurs

profondeurs. Mais, cette concentration en nitrates n’est pas retrouvée dans le lixiviats. Par

ailleurs, l’évolution du cycle d’azote dépend de leurs milieux. Ce phénomène peut expliquer

aussi par la réduction totale des nitrates en nitrites sous l’action des bactéries nitrobacter selon

le processus de la nitrification.

L’ensemble des lixiviats s’écoulent vers les 4 parties (au Nord, au Sud, à l’Est et à l’Ouest) de

ce site. Cependant, dans ces quatre parties, le site est entouré des eaux de surface. La population

riveraine pratique des cultures du riz et des plantes potagères (haricots, Saonjo, citrouilles,

plante médicinale etc.) et qui utilise ces eaux. Le transfert des polluants nitrites et nitrates est

totalement probable. Les grains du riz et la racine, les feuilles des plantes sont des récepteurs

rapides de ces polluants.

Pour conclure, cette décharge d’Andralanitra est très alarmante pour l’environnement surtout

la contamination de la nappe d’eau. Les analyses des lixiviats nous montrent que la

concentration en nitrites dépasse énormément les normes des effluents. Il impose de les traiter

rapidement pour éviter d’autres conséquences imprévues. En conséquence, il est possible de

traiter les lixiviats par la dénitrification en réduisant les nitrites en nitrates et aussi en

transformant les nitrates en gaz N2.

IV.3. Description des paramètres physiques des eaux

IV 3 1. Paramètres physiques des eaux

Le tableau suivant montre les résultats des paramètres physiques des eaux.

64

Tableau 11 : Tableau des résultats des paramètres physiques des eaux

ESfN : Eau de surface de la partie Nord

ESrN : Eau de source de la partie Nord

ESfS: Eau de surface de la partie Sud

ESfO : Eau de surface de la partie ouest

ESfSE : Eau de surface de la partie Sud- Est

Code de la décharge ESfS ESfN ESrN ESfO ESfSE

Couleur Marron Marron clair Incolore Marron Marron

Odeur Aucune Aucune Aucune Aucune Aucune

Température en °C 20.4 20.1 20 22.5 22.3

pH à 25°C 7.71 7.30 6.11 7.35 7.49

Conductivité en

µS .cm-1

446 295 386 1950 896

TDS en mg /L 283 157 200 1040 479

% O2 en % 27 24 18 154 121

O2 dissous en mg/L 2.45 2.85 2.10 12.95 10.15

Turbidité en NTU 71 34 10.63 17.4 2.25

Salinité en % 0.2 0.1 0.2 0.9 0.5

DBO en mg/L A l’état de trace A l’état de trace A l’état de

trace

A l’état de

trace

A l’état de trace

65

- Interprétations des paramètres physiques des eaux

L’analyse physico chimique des eaux de surface et eau de source sont important afin d’évaluer

les polluants majeurs des eaux à partir des facteurs physiques qui va influencer rapidement

l’évolution des polluants de la décharge.

D’après la mesure de ces paramètres physiques :

Température

La température des eaux est environ de la température ambiante de 20 °C à 22. 3°C.

Odeur

L’odeur consiste une appréciation personnelle. Les odeurs proviennent soit des produits

chimiques, soit de matières organiques, soit des bactéries.

pH

Ce pH est relativement basique car il varie entre 6.11 à 7.71.Cette basicité des eaux due par les

matières dissous dans les eaux.

Conductivité électrique

Cette conductivité est liée à l’existence des charges électriques des ions présents dans l’eau.

Elle dépende sa minéralisation, ses sels dissous et sa salinité des eaux en provenance des

déchets de la décharge. Sa conductivité varie 295µS .cm-1 à 1950 µS .cm-1.Cette valeur est

très élevée car elle est supérieure 1000µS.cm-1 due à sa forte minéralisation des eaux.

SDT (Solides Totaux Dissous)

Le SDT varie de 157mg /L à 1040mg /L dû à la valeur des sels dissous dans ces eaux.

Turbidité

La turbidité varie de 7.60 NTU à 128 NTU. Quand la turbidité est très élevée, elle entraine la

forte pollution des eaux s’il dépasse de 5 NTU.

OD (Oxygène Dissous)

66

L’oxygène dissous OD nous montre la teneur en oxygène dissous dans le lixiviats. Quand de la

température est élevée ceci implique une diminution de la teneur en oxygène en raison de sa

faible solubilité.

DBO5

Pour le DBO5, les échantillons des eaux sont tous à l’état de trace.

IV. 3. 1. Paramètres chimiques des eaux: NO2- et NO3

-

Voici le tableau des concentrations en nitrite et en nitrate dans les eaux de surface et de l’eau

de source.

Tableau 12: Concentration en nitrite et en nitrate dans les eaux de surface et de l’eau de

source

Code des eaux Concentration

nitrite en mg /Kg

Ecar-type Concentration nitrate

en mg /Kg

Ecar-type

ESfS 82,490

0,014

0 0

ESfN 56,485

0,021

0 0

ESrN 88,915

0,021

49,915

0,021

ESfO 307,100

0,141

0 0

ESfSE 207,050

0,070

0 0

ESfN : Eau de surface de la partie Nord

ESrN : Eau de source de la partie Nord

ESfS: Eau de surface de la partie Sud

ESfO : Eau de surface de la partie ouest

ESfSE : Eau de surface de la partie Sud- Est

67

Cette figure ci-dessous nous montre les concentrations des en nitrates et nitrites dans les eaux.

(Figure 18)

Figure 18: Concentration en nitrates et nitrites dans les eaux

Interprétation des résultats de l’analyse des eaux

La concentration en nitrites des eaux de surface varie de 56,485 mg.L-1à 307,100 mg.L-1.Et

pour l’eau de source, la concentration en nitrites est de 88,915mg.L-1 et la concentration en

nitrates est de 49,915 mg.L-1.

Dans la partie du Sud, la concentration en nitrites et nitrates sont très élevée car tout l’ensemble

des lixiviats est coulé vers le Sud-Est (partie en bas de la décharge). Donc, cette partie est très

dangereuse pour les êtres vivants comme les hommes, les animaux, les agricultures etc.

L’analyse des eaux de cette partie Sud montre que l’eau est polluée cela fait par le dépassement

de la valeur en nitrite et en nitrate par rapport à la valeur limite de 0.1mg /L pour le nitrite et de

50 mg /L pour le nitrate selon l’OMS, la NE et la NM surtout pour l’eau de consommation.

Cette élévation de la concentration peut expliquer que la totalité des déchets c’est sont des

déchets toxiques. Ce phénomène de cette pollution peut dire aussi par l’écoulement des lixiviats

vers les eaux de surface et l’eau de source.

Nous constatons que la réduction de nitrite en nitrate est très lente pour le cas de l’eau de

rizière aux alentours de la décharge (partie Nord et Sud). Nous avons vu dans l’eau de source

0

50

100

150

200

250

300

350

ESfS ESfN ESrS ESfO ESfSE

82,4856,47

88,93

307,2

207

0 0

49,93

0 0

Mo

yen

ne

de

la C

on

cen

trat

ion

en

nit

rite

et

nit

rate

en

mg/

L

Lieux de prelevement des eaux

Concentration en nitrate et nitrites dans les eaux de surface et des eaux de source

Nitrite

Nitrate

68

à la partie Nord, la concentration en nitrate inférieur ou égal à la norme recommandé par l’OMS

et par l’Etat Malagasy. On peut dire alors que, la réduction de nitrite en nitrate dépend de leurs

milieux. D’où, le milieu propre qui favorise la réduction de nitrite en nitrate par la bactérie

nitrobacter .Cette bactérie nécessite du milieu spécial pour faire cette transformation.

Pour conclure, l’eau de surface et l’eau de source analysée ayant des valeurs de la concentration

en nitrite et nitrates très élevée. L’eau n’est pas conforme à la norme. L’eau de source

consommée par les riverains est dite polluée. Malheureusement, il y a certains foyers ayant des

nourrissons moins de 6mois qui peuvent être facilement attaqué par la maladie de

l’hémoglobinémie par la digestion des eaux contenant de nitrite. Pourtant, l’autre population

est déjà utilisée des pompes publiques.

En guise de conclusion, les eaux environs de ce site nécessitent d’analyser de traitement

préalable surtout l’eau de source car les nitrites et les nitrates ne peuvent pas éliminer par le

bouillon des eaux. La seule solution pour éviter cette contamination est le traitement des

lixiviats avant de rejeter vers les milieux environnants.

69

CONCLUSION ET PERSPECTIVE

Les évaluations de la qualité physico-chimique des sols, des lixiviats, des eaux de surface et

l’eau de source d’Andralanitra et environs permet d’estimer l’influence de la pollution sur la

nappe d’eau et les sols. La pollution par les nitrites et le nitrates pourrait être due à l’infiltration

à partir des points de dépôts, décharges de déchets solides, des latrines situées aux alentours du

site de prélèvements et surtout l’infiltration des lixiviats. Nous avons utilisé la chromatographie

ionique pour déterminer les concentrations des anions majeurs dans les différents

échantillons.

Les concentrations en NO2- et NO3

- sont largement élevées. Les nitrites et les nitrates sont

toxiques et détruisent l’environnement. La réduction des nitrates en nitrites par la bactérie

nitrobacter est très dangereuse pour la santé. Les nitrites conduisent à la formation des maladies

d’hémoglobinémie surtout chez les nourrissons, les femmes enceintes et les personnes âgées

qui ont des faibles anticorps pour défense cette maladie. Cette maladie peut dire par le blocage

de transport des oxygènes vers le sang.

Dans l’environnement, les molécules des dioxydes d’azote sont des polluants naïfs surtout pour

la santé comme les asthmes. Dans l’atmosphère, lorsque le dioxyde d’azote et le mono oxyde

d’azote se rencontrent avec d’autre corps, ils détruisent les couches d’ozone et provoquent

l’effet de serre.

Cette étude nous a permis d’avancer que le traitement adapté pour les nitrites et nitrates sont la

dénitrification. Les lixiviats peuvent être traité avant de les rejeter dans les eaux réceptrices.

Enfin, seul le Service Autonome pour la Maintenance de la Ville d’Antananarivo (SAMVA)

s’occupe le ramassage et le transport des quelques 1 400 m3 d’ordures par jour de la capitale à

la décharge d’Andralanitra. Cependant qu’en 2016, ce dépôt ne pourra plus accueillir les

déchets d’Antananarivo. En effet, les déchets ménagers deviennent problématiques pour

l’environnement de par leur poids et leur volume. Les solutions idéales sont de les recycler et

de les trier. Et il faut sensibiliser la population sur le mode de triage et à la valorisation

organique qui permet de produire du compost à partir des déchets organiques.

70

ANNEXES

71

72

73

ANNEXE 2

Préparations des solutions étalons

Conservation des échantillons

Afin d’éviter la détérioration des échantillons, on garde ceux-ci dans un endroit frais de 4°C au

réfrigérateur. Et cette analyse ne dépasse pas de 48 heures après le prélèvement pour l’analyse

de nitrate et nitrite.

Préparation des éluant et des solutions étalons pour l’analyse sur la

chromatographie ionique

On prépare l’éluant bicarbonate de sodium Na2CO3 de 0.1007g dans 500mL eau distillés et

hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 de 0.075g dans 500mL d’eau distillés.

Après la préparation des éluant, on injecte quelque mL de l’éluant par une micro seringue dans

l’injecteur de la chromatographie ionique pour connaître les différents ions dans l’éluant à l’aide

des pics obtenus sur le chromatogramme. Pour le bien fonctionnement de l’appareil

chromatographie ionique, on attend pendant quelque temps au minimum 30 minutes, il est

nécessaire de régler l’intensité à 50 mA, le courant à -30 à +30 V et le zerojuste environ à 0

pour la condition normale d’utilisation.

Puis, on prépare les solutions étalons avec des concentrations connues des anions déterminés

NO-2 et NO-

3. Enfin, on prépare la solution mère à partir de chaque solution des anions

déterminés.

Prétraitement des sols

Le prétraitement de la mise en solution de l’échantillon du sol est comme la suivante :

On laisse décanter ou filtrer l’échantillon sur une membrane de 0,8 µm dans un délai de Dans

ce travail, les échantillons des sols de 10g de chacun sont séchés préalablement dans une étuve

à 105°C dans une bouteille polyéthylène. Il est nécessaire de bien broyer pour avoir la portion

du solide ayant une granulométrie inferieure à 2mm.On ajout 100mL d’eau distillé de façon à

obtenir un rapport solide /liquide de 1/10. Après, on agit avec l’agitateur mécanique pendant 30

minutes à la vitesse plus rapide. Enfin, on laisse décanter et filtrer l’échantillon sur une

membrane de 0.8 µm dans un délai de 24 heures après l’extraction. D’où, tous les échantillons

doivent être bien filtrés avant de passer à la mesure de chaque échantillon.

Mode opératoire d’analyse

D’après le prétraitement de la mise en solution de ces échantillons solides. Tous les échantillons

ont été filtrés avec des filtres de 0.8 µm avant d’analyser les anions nitrites et nitrates. Donc,

quelque millilitre de l’échantillon liquide final sera injecté dans l’injecteur de la colonne de

chromatographe par le micro seringue.

Si ces solutions des sols ont des couleurs nettes ou ayant encore des petites matières en

suspension d’après la filtration, on passe à la dilution jusqu’à l’obtention des solutions claire

seulement pour l’analyse chimique des nitrites et nitrates par la chromatographie ionique.

74

ANNEXE 3

CALCUL DES RESULTATS

1. SOL

Humidité

PARTIE DE LA

DECHARGE

ANCIENNE DECHARGE AD

PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60

% humidité Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

36.89 36.90 26.04 26.06 26.40 26.45

MOYENNE 36,895±0,00707107 26,05±0,01414214 26,425±0,03535534

PARTIE DE LA

DECHARGE

NOUVELLE DECHARGE ND

PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60

% humidité Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

32.89 32.92 30.53 30.57 39.16 39.18

MOYENNE 32,905±0,0212132

30,55±0,02828427 39,17±0,01414214

DBO5

PARTIE DE LA

DECHARGE

ANCIENNE DECHARGE AD NOUVELLE DECHARGE ND

PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60 ND 20 ND 40 ND 60

DBO5

100,050

±0,070

100,050

±0,070

60.500±

0,707

125.050±

0,070

125.050±0,070 100,050

±0,070

PARTIE DE LA

DECHARGE

ANCIENNE DECHARGE AD

PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60

DBO5 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

75

100 100.1 100 100.2 60 61

MOYENNE 100,05

±0,07071068

100.1±

0,14142136

60.5±

0,70710678

PARTIE DE LA

DECHARGE

NOUVELLE DECHARGE ND

PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60

DBO5 125 125.1 125 125.1 100 100.1

MOYENNE 125.05±

0,07071068

125.05±0,07071068

100,05

±0,07071068

Nitrite et nitrate

PARTIE DE LA

DECHARGE

ANCIENNE DECHARGE ND

PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60

Concentration

nitrite en mg /Kg

Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

518. 300 518.500 533. 300 533.500 0 0

MOYENNE 518.400±0,141

533.400±0,141

0

Concentration

nitrate en mg /Kg

1038,9

1039,1

1033,7

1033,9

154.70 154.72

MOYENNE 1039.000±

0,141

1033.800

±0,141

154.710±

0,014

PARTIE DE LA

DECHARGE

NOUVELLE DECHARGE ND

PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60

Concentration

nitrite en mg /Kg

Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

1389 ,9 1390,1 943 945 709.1 709.3

MOYENNE 1390 ±0,141

944±0,141

709.2±0,141

76

Concentration

nitrate en mg /Kg

2065 2067 2062.3 2062.5 1543.1 1543.3

MOYENNE 2066±

0,141

2062.4±0,141

1543.2±

0,014

2. LIXIVIATS

DBO5

PARTIE DE

LA

DECHARGE

LS

E1

LO

E2

LE

E3

LN

E4

LNE

E5

DBO5 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

699 700 380 381 299 300 150 151 100 101

MOYENNE 700,05

±0,07071068

380.5±

0,70710678

599±

0,70710678

150,5±0,70710678

100,5

±0,70710678

DBO5 DILUE 2X ET 4X

PARTIE DE

LA

DECHARGE

LS

E1

LO

E2

LE

E3

LN

E4

LNE

E5

DBO5 2X Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

599 601 300 301 250 251 99 101 74 75

MOYENNE 599,5

±0,7071068

300.5±

0,70710678

250.5±

0,70710678

100±0,70710678

74.5

±0,70710678

PARTIE DE

LA

DECHARGE

LS

E1

LO

E2

LE

E3

LN

E4

LNE

E5

DBO5 4x Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2

300 301 149 151 100 101 74 75 49 50

MOYENNE 300.5

±0,7071068

150±

0,70710678

100±

0,70710678

74.5±0,707106785

49.5

±0,70710678

77

VARIATION MOYENNE DE DBO5

PARTIE DE

LA

DECHARGE

LS

E1

LO

E2

LE

E3

LN

E4

LNE

E5

Moyenne de

DBO5

533.350±0,707 831.000±

0,707

316.500±

0,707

108.333±

0,707

74.833±

0,707

Nitrites et nitrates

Echantillon

des lixiviats

LS

E1

LO

E1

LE

E3

LNE

E4

LN

E5

NO2- en

mg /L

3070,050±0,070 573,800

±0,707

3070,050

±0,070

2140,500

±0,707

832,500

±0,707

NO3- en

mg /L

0 0 0 0 0

Echantillon

des lixiviats

LS

E1

LO

E1

LE

E3

LNE

E4

LN

E5

NO2- en

mg /L

3070 3070.1 574.3 574.3 2112 2112.1 2140 2141 832 833

3070,050±0,0707 573,800

±0,707

3070,050

±0,070

2140,500

±0,707

832,500

±0,707

NO3- en

mg /L

0 0 0 0 0

78

3. EAU

DBO5

A l’état de trace

Nitrites et nitrates

Echantillon

des eaux

ES

EN ESN EO ESE

[NO3-] en

mg/L

ES 1

82.48

ES 2

82.50

ES 1

56.47

ES 2

56.50

ES 1

88,90

ES 2

88,93

ES1

307

ES 2

307.2

ES 1

207

ES 2

207.1

Moyenne

[NO3-] en

mg/L

82,49±0,014

56,485±0,0212 88,915±0,021

307,100±0,141

207,050

±0,070

[NO3-] en

mg/L

0 0 ES 1

49.90

ES 2

49.93

0 0

Moyenne

[NO3-] en

mg/L

49,915±0,021

79

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81

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83

Auteur : Nasandy Edouard RANDRIAMANANA

Lot II F 33 IMW Ambaniantsimo Andraisoro Tana

+261343734271/ +261338378136

E-mail: andymyou@gmail.com

Titre du mémoire : « Problématique environnementale actuelle : Evaluation des polluants majeurs de type NOx de la

décharge des déchets ménagers d’Andralanitra »

Nombre de pages : 69

Nombre de tableaux : 12

Nombre de figures : 18

Nombre de photos : 11

Résumé

Le présent travail est réalisé intégralement au laboratoire de Chimie Minérale. Il a pour objectif d’effectuer d’ analyser les

paramètre des anions des oxydes d’azote tel que le nitrites et nitrates dans les sols, les lixiviats, les eaux de surface et l’eau de

source prélevées dans le quartier Andralanitra, Fokontany Ikianja, le Commune rurale d’Ambohimangakely, le District

d’Antananarivo Avaradrano, la Région Analamanga, et aux environs de ce site. Cette analyse de ces échantillons sur le site

permet d’évaluer l’existence et l’évolution de ces polluants chimiques. Nous avons choisi la chromatographie ionique permet

de déterminer les concentrations des anions nitrites et nitrates.

Pour le sol de l’ancienne décharge, la concentration en nitrites varie de 518.4 mg.Kg-1 à 0 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates

allant de 1039mg.Kg-1 à 154.71 mg.Kg-1.Pour le sol de la nouvelle décharge La concentration en nitrites varie de 1390 mg.Kg-

1 à 709.2 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates allant de 2066 mg.Kg-1 à 1543.2mg.Kg-1.La concentration en nitrites des

lixiviats varie de 573,8mg.L-1à 3070,050 mg.L-1. La concentration en nitrites des eaux de surface varie de 56,485 mg.L-1à

307,100mg.L1. Et pour l’eau de source, la concentration en nitrites est de 88,915mg.L-1 et la concentration en nitrates est de

49,915 mg.L-1.

Cette décharge d’Andralanitra est énormément polluée par les nitrates et les nitrites dans le sol, les lixiviats et les eaux. C’est

pourquoi, les polluants chimiques de nitrites et nitrates sont nécessaires de les traiter afin d’éviter des autres conséquences

néfastes. La dénitrification est le traitement préalable pour la réduction des nitrites en nitrates et la transformation des nitrates

en gaz N2.

Abstract

This work is fully realized in the laboratory of Chemistry Mineral. The object.to perform to analyze the parameter of nitrogen

oxide anions such as nitrites and nitrates in soil, leachate, surface water and spring water taken from the Andralanitra district

Fokontany Ikianja the Rural Municipality of Ambohimangakely, the District of Antananarivo Avaradrano, the Region

Analamanga, and around this site. The analysis of these samples on the site assesses the existence and evolution of these

chemical pollutants. The technical of analysis by ion chromatography to determine the concentrations of nitrites and nitrates in

anions.

For the floor of the old landfill, the nitrites concentrations varied from 518.4 mg.Kg-1 to 0 mg.Kg-1 and nitrates concentrations

ranging from 1039 mg.Kg-1 to 154.71 mg.Kg-1. For the floor of the new discharge, the nitrites concentration ranges from 1390

mg.Kg-1 to 709.2 mg.Kg-1 and the nitrates concentration of from 2066 mg.Kg-1 to 1543.2mg.Kg-1.

The nitrites concentration of leachate varied from 1 to 573.8 mg.L-1 to 3070.050 mg L-1.

The surface waters nitrites concentration varies from 56.485 mg.L-1 to 307,100mg.L-1. For spring water, the nitrites

concentration is 88,915 mg.L-1 and the nitrates concentration is 49,915mg.L-1.

This discharge of Andralanitra enormously polluted by nitrates and nitrites in the soil, leachate and water. Therefore, chemical

pollutants nitrites and nitrates are needed to treat to prevent other adverse consequences. Denitrification is pretreatment for the

reduction of nitrites to nitrates and the conversion of nitrates into N2 gas.

Mot clés : Oxyde d’azote, nitrites, nitrates, environnement, chromatographie ionique

Key words: Nitrogen oxide, nitrites, nitrates, environment, ion chromatography

Encadrant: Professeur Pierre Hervé RAVELONANDRO